DE112009001706T5 - Metallische Nanotinte und Verfahren zur Herstellung der metallischen Nanotinte, sowie Verfahren zum Chipbonden und Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte - Google Patents

Metallische Nanotinte und Verfahren zur Herstellung der metallischen Nanotinte, sowie Verfahren zum Chipbonden und Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte Download PDF

Info

Publication number
DE112009001706T5
DE112009001706T5 DE112009001706T DE112009001706T DE112009001706T5 DE 112009001706 T5 DE112009001706 T5 DE 112009001706T5 DE 112009001706 T DE112009001706 T DE 112009001706T DE 112009001706 T DE112009001706 T DE 112009001706T DE 112009001706 T5 DE112009001706 T5 DE 112009001706T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
metallic
semiconductor chip
nanoink
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE112009001706T
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Musashimurayama-shi Maeda
Tetsuro Musashimurayama-shi Tanikawa
Akinobu Sendai-shi Teramoto
Masaaki Sammu-shi Oda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Shinkawa Ltd
Ulvac Inc
Original Assignee
Tohoku University NUC
Shinkawa Ltd
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Shinkawa Ltd, Ulvac Inc filed Critical Tohoku University NUC
Publication of DE112009001706T5 publication Critical patent/DE112009001706T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4867—Applying pastes or inks, e.g. screen printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/111—Manufacture and pre-treatment of the bump connector preform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/113—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1131—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in liquid form
    • H01L2224/11318—Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in liquid form by dispensing droplets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/115—Manufacturing methods by chemical or physical modification of a pre-existing or pre-deposited material
    • H01L2224/1152—Self-assembly, e.g. self-agglomeration of the bump material in a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13199—Material of the matrix
    • H01L2224/1329—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13317—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/13324—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13339—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13344—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13347—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13355—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/13364—Palladium [Pd] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/13369—Platinum [Pt] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13399—Coating material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/75251—Means for applying energy, e.g. heating means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/75252—Means for applying energy, e.g. heating means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/757—Means for aligning
    • H01L2224/75743—Suction holding means
    • H01L2224/75745—Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/757—Means for aligning
    • H01L2224/75753—Means for optical alignment, e.g. sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/81053—Bonding environment
    • H01L2224/81095—Temperature settings
    • H01L2224/81096—Transient conditions
    • H01L2224/81097—Heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81193—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/81201—Compression bonding
    • H01L2224/81203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/8184—Sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06513—Bump or bump-like direct electrical connections between devices, e.g. flip-chip connection, solder bumps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01067—Holmium [Ho]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01075—Rhenium [Re]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Metallische Nanotinte zum Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck, wobei die metallische Nanotinte zubereitet wird, indem in ein organisches Lösungsmittel metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff beschichtet sind, gemischt werden.

Description

  • TECHNISCHES FELD
  • Die vorliegende Erfindung betrifft metallische Nanotinte für das Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder das Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips, sowie ein Verfahren für die Herstellung der metallischen Nanotinte, und ein Verfahren zum Chipbonden und eine Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte.
  • HINTERGRUND
  • Zum Bonden einer Elektrode eines elektronischen Bauteils, wie eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Schaltkreismusters, das auf einem Schaltkreissubstrat ausgebildet ist, wurden Verfahren verwendet, bei denen ein Löthöcker auf einer Elektrodenfläche eines elektronischen Bauteils wie der eines Halbleiterchips ausgebildet wird, wobei der ausgebildete Löthöcker nach unten gerichtet platziert wird, so dass er der Elektrode des Schaltkreissubstrats gegenüber steht, wobei sie durch Erhitzen gebondet werden (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Wenn jedoch Lot in einem Bestreben zum Bonden elektronischer Bauteile in einer mehrschichtigen Weise verwendet wird, wie bei einer im Patentdokument 1 beschrieben herkömmlichen Technik, kann während des Bondens applizierte Wärme zum Schmelzen eines früher ausgebildeten gebondeten Metalls führen, was in einer verminderten Zuverlässigkeit des Bondens resultiert. Aus diesem Grund wurden verschiedenste Verfahren, die metallische Nanopaste, einschließlich metallische Supermikropartikel verwenden, als Verfahren zum Bonden von Elektroden ohne Verwendung von Löthöckern vorgeschlagen.
  • Patentdokument 1 schlägt ein Verfahren vor, bei dem eine Kugel aus Silber-Mikropartikelpaste, die durch Dispergieren von Silber-Supermikropulver in ein Lösungsmittel zubereitet wird, auf einer Anschlusselektrode eines Schaltkreissubstrats ausgebildet wird, wobei eine Elektrode eines Halbleiterbauteils mit der Oberseite-nach-unten-Technik auf die Kugel, die auf der Anschlusselektrode des Schaltkreissubstrats ausgebildet ist, gebondet wird, und anschließend, nachdem das Lösungsmittel wie Toluol, das in der Silber-Mikropartikelpaste enthalten ist, verdampft ist, werden das Halbleiterbauteil und das Schaltkreissubstrat elektrisch durch Sintern bei einer Temperatur von 100 bis 250°C gebondet.
  • Patentdokument 2 betrifft eine metallische Nanopartikel-Flüssigkeitsdispersion, welche fähig ist eine Beschichtungsschicht auszubilden, die so geschichtet ist, dass sie eine zylindrische Form mit einer runden Basis aufweist, bei der die Höhe in etwa gleich oder größer als der Radius der Basis ist, durch Ausstoßen der metallischen Nanopartikel-Flüssigkeitsdispersion durch einen Tintenstrahl oder ein anderes Verfahren, und anschließendes Erstellen einer gesinterten Säule aus Metall durch ein Tieftemperatur-Sintern, und schlägt eine metallische Nanopartikel-Flüssigkeitsdispersion vor, welche als Resultat einer Anpassung der Komponenten des Lösungsmittels Viskositätseigenschaften aufweist, sodass sie eine geringe Viskosität aufweist, wenn die metallische Nanopartikel-Flüssigkeitsdispersion in Form von Mikrotropfen ausgestoßen wird. Sie erlangt eine Viskosität, die es der Beschichtungsschicht ermöglicht, in Form einer säulenförmigen Struktur geschichtet zu werden, wenn das Lösungsmittel während der Zeit verdampft, nachdem die Mikrotropfen ausgestoßen werden, bis sie eine Elektrodenoberfläche erreichen, und, nach Erreichen der Elektrodenoberfläche, kann sie während des Tieftemperatur-Sinterns zwischen den metallischen Nanopartikeln herausgepresst werden. Patentdokument 2 schlägt weiter die Verwendung dieser metallischen Nanopartikel-Flüssigkeitsdispersion vor, um eine leitende Leiterschicht auf einem Leitersubstrat auszubilden.
  • DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: JP 9-326416 A
    • Patentdokument 2: WO 2005/025787
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • In Fällen, in denen eine Metallschicht durch Sintern von metallischer Nanotinte, metallischer Nanopaste oder Ähnlichem ausgebildet wird, werden andere Bereiche als das Metall, das mit gesinterten metallischen Nanopartikeln ausgebildet wird, im Inneren der Metallschicht ausgebildet. Solche Bereiche werden als Fehlstellen bezeichnet, und da diese den elektrischen Widerstand erhöhen oder die Festigkeit der Metallschicht verringern können, ist es nötig, wenn zum Ausbilden einer Metallschicht metallische Nanotinte oder ähnliches gesintert wird, die Entstehung von Fehlstellen zu minimieren sowie von metallischen Nanopartikel zu minimieren, die unreagiert zurückbleiben, da der Dispergator nicht entfernt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, metallische Nanotinte bereitzustellen, welche die Entstehung von Leerstellen während des Sinterns unter Druck minimieren kann. Des Weiteren ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Chipbonden und eine Vorrichtung zum Chipbonden bereitzustellen, welche die Entstehung von Fehlstellen minimieren können.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
  • Gemäß einer Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist eine metallische Nanotinte bereitgestellt zum Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck, wobei die metallische Nanotinte durch das Mischen von metallischen Nanopartikeln zubereitet wird, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel. Des Weiteren ist es auch bevorzugt, dass bei der metallischen Nanotinte der vorliegenden Erfindung die Sauerstoffkonzentration im organischen Lösungsmittel übersättigt ist.
  • Gemäß einer anderen Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt für die Herstellung von metallischer Nanotinte für das Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder das Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel, bei dem metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt werden; und einen Schritt des Injizierens von Sauerstoff, bei dem Sauerstoff in das organische Lösungsmittel injiziert wird. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass beim Verfahren für die Herstellung von metallischer Nanotinte gemäß der vorliegenden Erfindung der Schritt des Injizierens von Sauerstoff in das organische Lösungsmittel das Injizieren von Sauerstoff in Form von Nanoblasen umfasst. Des Weiteren kann der Schritt des Injizierens von Sauerstoff nach dem Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel durchgeführt werden, und der Schritt des Injizierens von Sauerstoff kann vor dem Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel durchgeführt werden.
  • Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Chipbonden bereitgestellt, umfassend einen Schritt des Überlappens, bei dem ein Halbleiterchip, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte ausgebildet ist, bei der metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff in der Form von Nanoblasen beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt sind, mit seiner Oberseite nach unten über einem Substrat, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und/oder über einem anderen Halbleiterchip, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, platziert wird, und Überlappen der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des Substrats und/oder der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des anderen Halbleiterchips, mit den Höckern zwischen beiden; und einen Schritt des Drucksinterns, bei dem die metallischen Nanopartikel der Höcker unter Druck durch Pressen und Heizen der Höcker zwischen den Elektroden gesintert werden, um die Elektroden elektrisch zu verbinden, wobei die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des Substrats und/oder die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des anderen Halbleiterchips gebondet werden.
  • Gemäß einer noch anderen Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Chipbonden bereitgestellt, umfassend einen Ausstoßkopf zum Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte, bei der metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff in Form von Nanoblasen beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt sind, um einen Höcker auf einer Elektrode auszubilden; einen Überlappungsmechanismus zum Platzieren eines Halbleiterchips, auf dem der Höcker ausgebildet ist, mit seiner Oberseite nach unten über einem Substrat, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und/oder über einem anderen Halbleiterchip, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und zum Überlappen der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des Substrats und/oder der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des anderen Halbleiterchips, mit den Höckern zwischen beiden; und einen Press- und Heizmechanismus mm Pressen und Heizen der Höcker zwischen den Elektroden und Sintern der metallischen Nanopartikel der Höcker unter Druck, um die Elektroden elektrisch zu verbinden, wobei die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des Substrats und/oder die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des anderen Halbleiterchips gebondet werden.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Die metallische Nanotinte gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Entstehung von Fehlstellen während des Sinterns unter Druck minimiert werden kann. Des Weiteren bieten das Verfahren zum Chipbonden und die Vorrichtung zum Chipbonden gemäß der vorliegenden Erfindung einen Vorteil dahingehend, dass die Entstehung von Fehlstellen minimiert werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt eine metallische Nanotinte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Verfahren zur Herstellung von metallischer Nanotinte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine schematische Darstellung und zeigt eine metallische Nanotinte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Verfahren zum Injizieren von Sauerstoff-Nanoblasen in ein organisches Lösungsmittel bei einem Verfahren zur Herstellung metallischer Nanotinte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5A ist eine schematische Darstellung und zeigt das Ausbilden eines Höckers zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung von metallischer Nanotinte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5B ist eine schematische Darstellung und zeigt das Ausbilden des Höckers zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung von metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6A ist eine schematische Darstellung und zeigt das Überlappen eines Halbleiterchips auf ein Substrat zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung von metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6B ist eine schematische Darstellung und zeigt das Überlappen des Halbleiterchips auf das Substrat zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6C ist eine schematische Darstellung und zeigt das Überlappen des Halbleiterchips auf das Substrat zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6D ist eine schematische Darstellung und zeigt das Überlappen des Halbleiterchips auf das Substrat zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7A ist eine schematische Darstellung und zeigt das Ausbilden eines gebondeten Höckers zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7B ist eine schematische Darstellung und zeigt das Ausbilden des gebondeten Höckers zum Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Zustand, bei dem ein Press- und Heizmechanismus den Halbleiterchip und das Substrat aufnimmt und drückt für das Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9A ist eine schematische Darstellung und zeigt das Drucksintern von Elektroden des Halbleiterchips und des Substrats für das Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9B ist eine schematische Darstellung und zeigt das Drucksintern der Elektroden des Halbleiterchips und des Substrats für das Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9C ist eine schematische Darstellung und zeigt das Drucksintern der Elektroden des Halbleiterchips und des Substrats für das Durchführen von Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10A ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Querschnitt eines gebondeten Metalls, das einem Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß einer konventionellen Technik unterworfen wurde.
  • 10B ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Querschnitt eines gebondeten Metalls, das einem Chipbonden unter Verwendung metallischer Nanotinte gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterworfen wurde.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN FÜR DAS DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst metallische Nanotinte 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein organisches Lösungsmittel 105, beschichtete metallische Nanopartikel 103, von denen jedes ein metallisches Nanopartikel 101 umfasst, welches aus fein zerteiltem leitendem Metall besteht und aus einem Dispergator 102, der auf die Oberfläche des metallischen Nanopartikels 101 beschichtet ist, sodass sich die entsprechenden metallischen Nanopartikel 101 nicht gegenseitig berühren und ein dispergierter Zustand aufrecht erhalten werden kann, und welche in das organische Lösungsmittel 105 gemischt sind, Sauerstoffblasen 121, die in das organische Lösungsmittel 105 gemischt sind, sowie gelösten Sauerstoff 122, der im organischen Lösungsmittel 105 gelöst ist. Die Größe der metallischen Nanopartikel 101 beträgt etwa 5 bis 50 nm im Durchmesser. Für das fein zerteilte leitende Metall, welches die metallischen Nanopartikel 101 bildet, kann Gold, Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel, Aluminium oder ähnliches verwendet werden. Für den Dispergator 102, der auf die Oberflächen der metallischen Nanopartikel 101 aufgebracht ist, kann ein Alkylamin, ein Alkanthiol, ein Alkandiol oder ähnliches verwendet werden. Für das organische Lösungsmittel 105, das eine Flüssigkeit ist, kann ein unpolares Lösungsmittel oder ein wenig polares Lösungsmittel mit einem relativ hohen Siedepunkt verwendet werden, das nicht leicht bei Zimmertemperatur verdampf; beispielsweise ein Dispersions-Lösungsmittel wie Terpineol, Lösungsbenzin, Xylene, Toluol, Tetradecan oder Dodecan, das eine wärmehärtende Harzkomponente enthält, die als organisches Bindemittel dient. Die Größe der beschichteten metallischen Nanopartikel 103, deren Oberflächen mit dem Dispergator 102 beschichtet sind, ist beispielsweise etwa 100 nm im Durchmesser, und ist größer als die Partikelgröße der metallischen Nanopartikel 101.
  • Die oben beschriebene metallische Nanotinte 100 wird in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst werden beschichtete metallische Nanopartikel 103 vorbereitet, bei denen ein Dispergator 102 auf Oberflächen von metallischen Nanopartikeln 101, die aus fein zerteiltem leitendem Metall bestehen, beschichtet ist, und eine vorbestimmte Menge der beschichteten metallischen Nanopartikel 103 wird in ein organisches Lösungsmittel 105 gemischt. Anschließend wird die Viskosität angepasst, und man erhält metallische Nanotinte 100, die keine Sauerstoffblasen 121 aufweist. Als nächstes wird, wie in 2 gezeigt, die metallische Nanotinte 100, die keine eingemischten Sauerstoffblasen 121 aufweist, in einen Behälter 131 gegeben, und Sauerstoff wird in die metallische Nanotinte 100 durch eine Sauerstoffinjektionsdüse 132 injiziert, die in die metallische Nanotinte 100 von der Flüssigkeitsoberfläche her eingeführt wird. Etwas des injizierten Sauerstoffs wird im organischen Lösungsmittel 105 gelöst, um gelösten Sauerstoff 122 zu bilden, aber eine große Menge an Sauerstoff bildet Blasen und wird im organischen Lösungsmittel 105 dispergiert. Da große Blasen zur Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen und in die Atmosphäre ausgestoßen werden und lediglich kleine Blasen in dem organischen Lösungsmittel 105 zurückbleiben, um Sauerstoffblasen 121 zu bilden, kann metallische Nanotinte 100 hergestellt werden, bei der die beschichteten metallischen Nanopartikel 103, die Sauerstoffblasen 121 und der gelöste Sauerstoff 122 im organischen Lösungsmittel 105 enthalten sind. Durch Injizieren von Sauerstoff für eine vorbestimmte Zeitperiode, beispielsweise 10 Stunden, erhält man metallische Nanotinte 100, die eine angemessene Menge an Sauerstoff aufweist.
  • Wie in 3 gezeigt, kann die metallische Nanotinte 100 Sauerstoff-Nanoblasen 125 enthalten, entweder an Stelle der Sauerstoffblasen 121 oder zusätzlich zu den Sauerstoffblasen 121. Die Sauerstoff-Nanoblasen 125 sind Blasen mit einem sehr kleinen Durchmesser, ähnlich dem der beschichteten metallischen Nanopartikel 103. Die metallische Nanotinte 100, welche die in 3 gezeigten Sauerstoff-Nanoblasen 125 enthält, kann hergestellt werden, indem Sauerstoff-Nanoblasen 125 veranlasst werden, im organischen Lösungsmittel 105 enthalten zu sein, in einer Weise, wie in 4 gezeigt, und durch anschließendes Mischen einer vorbestimmten Menge beschichteter metallischer Nanopartikel 103 in das organische Lösungsmittel 105, bei denen ein Dispergator 102 auf Oberflächen von metallischen Nanopartikeln 101, die aus fein zerteiltem leitendem Metall bestehen, beschichtet ist.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst eine Sauerstoffinjektionsvorrichtung 150 einen Tank 133, in dem ein organisches Lösungsmittel 105 gelagert ist, eine Zirkulationspumpe 136, welches das organische Lösungsmittel 105 zirkuliert, eine Einlassleitung 135, welche den Tank 133 und die Zirkulationspumpe 136 verbindet, eine Ablassleitung 137 für die Zirkulationspumpe 136, eine Sauerstoffinjektionsdüse 138, die für die Ablassleitung 137 bereitgestellt ist, einen Injektor 140, der zwischen der Sauerstoffinjektionsdüse 138 und dem Tank 133 für das Zerteilen von durch die Sauerstoffinjektionsdüse 138 injizierten Sauerstoffblasen bereitgestellt ist, um Sauerstoff-Nanoblasen 125 mit etwa 100 nm Durchmesser auszubilden, sowie eine Leitung 134, welche den Injektor 140 und den Tank 133 verbindet. Des Weiteren ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor 145 für das Detektieren der Sauerstoffkonzentration im organischen Lösungsmittel 105, das im Tank 133 gelagert ist, am Tank 133 angebracht.
  • Das im Tank 133 gelagerte organische Lösungsmittel 105 wird durch die Einlassleitung 135 zur Zirkulationspumpe 136 eingesogen, und unter Druck gesetzt und zur Ablassleitung 137 abgelassen. Sauerstoff in Form von Blasen wird durch die Sauerstoffinjektionsdüse 138 in das organische Lösungsmittel 105, das durch die Ablassleitung 137 abgelassen wird, injiziert. Etwas vom injizierten Sauerstoff wird im organischen Lösungsmittel 105 gelöst, um gelösten Sauerstoff 122 zu bilden. Nicht gelöster Sauerstoff fließt in Form von großen Blasen in den Injektor 140. Der Injektor 140 besteht aus einer Düse 141 mit einem konischen Loch, das sich zu einem Ende hin verengt, und einem Kern 142, der sich innerhalb der Düse 141 befindet, wobei das organische Lösungsmittel 105, das Sauerstoffblasen enthält, mit einer hohen Geschwindigkeit in eine Lücke 143 fließt, die eine konische rohrförmige Oberfläche aufweist, die zwischen der Düse 141 und dem Kern 142 ausgebildet ist, wobei eine Scherkraft, die zwischen der nassen Oberfläche der Lücke 143 und den Blasen entsteht, die Blasen in sehr kleine Sauerstoff-Nanoblasen 125 transformiert. Das organische Lösungsmittel 105, das vom Injektor 140 durch die Leitung 134 zum Tank 133 geflossen ist, enthält gelösten Sauerstoff 122, Sauerstoff-Nanoblasen 125 und Sauerstoffblasen mit einer größeren Größe. Große Sauerstoffblasen steigen zur Flüssigkeitsoberfläche des organischen Lösungsmittels 105 im Tank 133 auf, und entweichen von der Flüssigkeitsoberfläche in die Atmosphäre. Die Sauerstoff-Nanoblasen 125 verbleiben im organischen Lösungsmittel 105. Sauerstoffblasen, die größer als die Sauerstoff-Nanoblasen 125 sind, aber nicht von der Flüssigkeitsoberfläche des organischen Lösungsmittels 105 in kurzer Zeit entweichen können, werden wieder in die Einlassleitung 135 zusammen mit dem organischen Lösungsmittel 105 eingesogen, wobei der Injektor 140 einige von ihnen zu Sauerstoff-Nanoblasen 125 transformiert. Nach einer vorbestimmten Zirkulationszeit durch den Zirkulationsleitungskanal, der den Injektor 140 umfasst, kann das organische Lösungsmittel 105 erhalten werden, welche die Sauerstoff-Nanoblasen 125 und den gelösten Sauerstoff 122 enthält. Während dieses Verfahrens kann die Menge an Sauerstoff, die durch die Sauerstoffinjektionsdüse 138 injiziert wird, wie gewünscht angepasst werden, basierend auf der Sauerstoffkonzentration im organischen Lösungsmittel 105, die mit dem Sauerstoffkonzentrationssensor 145, der am Tank 133 angebracht ist, detektiert wird.
  • Die Sauerstoff-Nanoblasen 125, die im organischen Lösungsmittel 105, das auf die oben beschriebene Weise hergestellt wurde, enthalten sind, können weiter im organischen Lösungsmittel 105 verbleiben, sogar nach dem Zeitablauf, da sie einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen. Des Weiteren kann durch Mischen von Sauerstoff in das organische Lösungsmittel 105 in Form von Sauerstoff-Nanoblasen 125 die Sauerstoffkonzentration im organischen Lösungsmittel 105 zu einer Konzentration größer als die Sättigungskonzentration übersättigt werden, und eine große Menge an Sauerstoff kann im organischen Lösungsmittel 105 enthalten sein.
  • Das oben beschriebene Verfahren ist insbesondere nützlich in Fällen, wo das Mischen der beschichteten metallischen Nanopartikel 103 in das organische Lösungsmittel 105 die Viskosität erhöht und es unmöglich macht, Sauerstoff-Nanoblasen in die metallische Nanotinte 100 mittels des Injektors 140 zu mischen, da die beschichteten metallischen Nanopartikel 103 in das organische Lösungsmittel 105 gemischt werden, nachdem die Sauerstoff-Nanoblasen 125 durch das Durchleiten eines niedrigviskosen organischen Lösungsmittels 105 durch den Injektor 140 eingemischt wurden.
  • Als nächstes wird eine vorbestimmte Menge an beschichteten metallischen Nanopartikeln 103, bei denen der Dispergator 102 auf Oberflächen metallischer Nanopartikel 101, die aus fein zerteiltem leitendem Metall bestehen, beschichtet ist, in das organische Lösungsmittel 105 gemischt, das die Sauerstoff-Nanoblasen 125 enthält, um so die metallische Nanotinte 100 herzustellen. Da die Sauerstoff-Nanoblasen 125 eine sehr kleine Partikelgröße aufweisen, werden die meisten von ihnen nicht verstreut und nicht an das Äußere des organischen Lösungsmittels 105 verloren, sogar während des Mischens, und die metallische Nanotinte 100, die eine große Menge an Sauerstoff enthält, kann hergestellt werden. Des Weiteren kann durch das Erhöhen der Menge des Dispergators 102 oder durch das Zufügen einer viskositätsanpassenden Komponente zum organischen Lösungsmittel 105 die metallische Nanotinte 100 eine Viskosität aufweisen, die der Form eines Ausstoßkopfes, der unten beschrieben wird, gerecht wird.
  • Ein Verfahren zum Chipbonden für das Bonden einer Elektrode 19a eines Substrats 19 und einer Elektrode 12a eines Halbleiterchips 12 unter Verwendung der metallischen Nanotinte 100, die auf die oben beschriebene Art hergestellt wurde, wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 9C beschrieben.
  • Das Verfahren zum Chipbonden ist ein Verfahren zum Chipbonden für das Bonden einer Elektrode 12a eines Halbleiterchips 12 und einer Elektrode 19a eines Substrats 19 und/oder einer Elektrode 12a eines Halbleiterchips 12 und einer Elektrode 12a eines anderen Halbleiterchips 12, das Verfahren umfasst: das Überlappen der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und der Elektrode 19a des Substrats 19 und/oder der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und der Elektrode 12a des anderen Halbleiterchips 12 mit den Höckern 200 zwischen beiden, während der Halbleiterchip 12, auf dem ein Höcker 200 auf der Elektrode 12a und 19a ausgebildet ist, durch Ausstoßen von Mikrotropfen 110 von metallischer Nanotinte 100, in welche metallische Nanopartikel 101, deren Oberflächen mit einem Dispergator 102 und Sauerstoff beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel 105 gemischt sind, mit seiner Oberfläche nach unten über dem Substrat 19 platziert wird, auf dem ein Höcker 200 auf der Elektrode 12a oder 19a ausgebildet ist, durch das Ausstoßen von Mikrotropfen 110 von metallischer Nanotinte 100, und/oder über dem anderen Halbleiterchip 12, auf dem ein Höcker 200 auf der Elektrode 12a oder 19a ausgebildet ist, durch das Ausstoßen von Mikrotropfen 110 von metallischer Nanotinte 100, und anschließendes Sintern der metallischen Nanopartikel 101 der Höcker 200 unter Druck durch Pressen und Heizen der Höcker 200 zwischen den Elektroden 12a und 19a, um die Elektroden 12a und 19a elektrisch zu verbinden. Eine detaillierte Beschreibung wird unten gegeben.
  • Wie in 5A gezeigt, wird durch das mehrmalige Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte 100 aus einer Ausstoßdüse 26a eines Ausstoßkopfes 26 in Richtung einer Elektrode 12a eines Halbleiterchips 12 ein Höcker 200 auf der Elektrode 12a ausgebildet.
  • Wie in 5B gezeigt, breitet sich ein Mikrotropfen 110 von metallischer Nanotinte 100, der als erstes von der Ausstoßdüse 26a des Ausstoßkopfes 26 auf die Elektrode 12a ausgestoßen wurde, auf der Elektrode 12a in Form einer dünnen Schicht aus. Ein nachfolgender Mikrotropfen 110 der metallischen Nanotinte 100 wird auf der Schicht der metallischen Nanotinte 100, die sich auf der Elektrode 12a ausgebreitet hat, aufgebracht, und breitet sich daher über einen kleineren Bereich aus als der erste Mikrotropfen 110, der direkt auf der Oberfläche der Elektrode 12a aufgebracht wurde, sodass sich ein leichter Vorsprung auf der Oberfläche der Elektrode 12a ausbildet. Ein weiterer nachfolgender Mikrotropfen 110 der metallischen Nanotinte 100 breitet sich über einen noch kleineren Bereich als die vorhergegangenen zwei Mikrotropfen 110 aus, sodass der Vorsprung graduell größer wird. Wie oben beschrieben, wird als Ergebnis des sequenziellen Ausstoßes von Mikrotropfen 110 von metallischer Nanotinte 100 auf die Elektrode 12a der Vorsprung graduell größer, und, wie in 5B gezeigt, wird ein konischer Höcker 200, der zu seiner Spitze hin eine immer steilere Steigung aufweist, durch mehrere Ausstoßvorgänge ausgebildet. Gemessen von der Elektrode 12a aus weist der Höcker 200 eine Höhe H1 auf. Der Ausstoßkopf 26 kann, indem ein Ausstoßkopf verwendet wird, wie er bei Tintenstrahltechniken verwendet wird, eine große Anzahl von Mikrotropfen 110 ausstoßen, um Schichten in einer kurzen Zeit auszubilden. Wenn Ausstöße unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfes durchgeführt werden, wird die Viskosität der metallischen Nanotinte 100 gering eingestellt. Weiter können, wenn die Viskosität groß ist, oder wenn metallische Nanotinte 100 verwendet wird, die Sauerstoffblasen 121 enthält, die größer sind als Sauerstoff-Nanoblasen 125, um eine Kavitation im Ausstoßkopf 26 zu vermeiden, Tropfen auf die Elektrode 12a unter Verwendung beispielsweise eines Spenders aufgebracht werden, um den Höcker 200 auszubilden.
  • Ein Höcker 200 wird auch auf der Elektrode 19a des Substrats 19 unter Verwendung eines Verfahrens ausgebildet, das ähnlich dem ist, das zur Ausbildung eines Höckers 200 auf der Elektrode 12a verwendet wird.
  • Nachdem die Höcker 200 entsprechend auf der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und der Elektrode 19a des Substrats 19 ausgebildet wurden, wie in 6a gezeigt, wird der Halbleiterchip 12 umgedreht, um mittels einer Saugkraft von einer Aufnahme 54 gehalten zu werden, wobei die Höhe der Oberfläche des Halbleiterchips 12 durch einen Höhensensor 57a detektiert wird. Auch wird die Höhenposition der Oberfläche des Substrats 19, die durch eine Vakuumsaugkraft an einer Bondstufe befestigt ist, mit einem Höhensensor 57b detektiert. Weiter wird ein Intervall H0 zwischen der Oberfläche des Halbleiterchips 12 und der Oberfläche des Substrats 19 berechnet, basierend auf Daten, die der Distanz zwischen dem Höhensensor 57a und dem Halbleiterchip 12 entsprechen, sowie auf Daten, die der Distanz zwischen dem Höhensensor 57b und dem Substrat 19 entsprechen, die mittels der Sensoren 57a und 57b erhalten wurden.
  • Wie in 6B gezeigt, wird die Aufnahme 54 bewegt, um die Position des Höckers 200, der auf der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 ausgebildet ist, der mittels einer Vakuumsaugkraft der Aufnahme 54 gehalten wird, mit der Position des Höckers 200, der auf der Elektrode 19a des Substrats 19 ausgebildet ist, auszurichten. Weiter wird eine Kamera mit aufwärts gerichtetem und abwärts gerichtetem Gesichtsfeld 57c bewegt, um zwischen den Halbleiterchip 12 und das Substrat 19 einzutreten, um Bilder einer Justiermarke aufzunehmen, die auf der Oberfläche des Halbleiterchips 12 ausgebildet ist, sowie einer Justiermarke, die auf der Oberfläche des Substrats 19 ausgebildet ist. Die Lageabweichung der Justiermarken bezüglich der optischen Achse der Kamera mit aufwärts gerichtetem und abwärts gerichtetem Gesichtsfeld 57c wird basierend auf den aufgenommenen Bilder detektiert, und die Aufnahme 54 wird entsprechend dem Betrag der Abweichung bewegt, sodass die Position der Elektrode 12a auf dem Halbleiterchip 12 mit der relativen Position der Elektrode 19a des Substrats 19 ausgerichtet wird.
  • Wie in 6C und 7A gezeigt, wird mittels der Aufnahme 54 der Halbleiterchip 12 mit seiner Oberseite nach unten derart platziert, dass die Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 direkt überhalb der Elektrode 19a des Halbleitersubstrats 19 platziert ist, wobei sich der Halbleiterchip 12 in einer Höhe bedindet, sodass sich die Höcker 200, die auf den Elektroden 12a und 19a mit der Höhe H1 ausgebildet sind, einander nicht berühren, und anschließend, wie in 6D gezeigt, wird das Vakuum der Aufnahme 54 gebrochen, und die Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und die Elektrode 19a des Substrats 19 werden überlappt mit den Höckern 200 zwischen beiden. Hier bilden die Aufnahme 54 und eine Vorrichtung, welche die Aufnahme 54 bewegt, aber hier nicht gezeigt ist, einen Überlappungsmechanismus. Wie in 7B gezeigt, werden die Höcker 200, die auf den Elektroden 12a und 19a ausgebildet sind, zu einem gebondeten Höcker 250 kombiniert, wenn sie überlappt werden, wobei dies in einem Zustand resultiert, in dem der Halbleiterchip 12 durch den gebondeten Höcker 250 gestützt wird. Der gebondete Höcker 250 weist eine Höhe H2 auf, die geringer ist als die addierte Höhe 2 × H1 der Höcker 200, bevor diese überlappt werden. Die Höhe H2 ist jedoch größer als eine Höhe H3 eines gebondeten Metalls 300, welches unten beschrieben wird.
  • Nach Überlappen der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 mit der Elektrode 19a des Substrats 19 wird das Substrat 19 zu einem Press- und Heizmechanismus 80 transferiert. Wie in 8 gezeigt, während der Abstand zwischen einer oberen Halteplatte 82a und einer unteren Halteplatte 82b mit einem Lückensensor 85 detektiert wird, fügt und klemmt der Press- und Heizmechanismus 80 den Halbleiterchip 12 und das Substrat 19 in diese Lücke ein, sodass der Abstand zwischen der oberen Halteplatte 82a und der unteren Halteplatte 82b zu einem vorbestimmten Abstand H5 wird. Hier ist der vorbestimmte Abstand H5 die Summe einer vorbestimmten Höhe H3 eines gebondeten Metalls 300, welches zwischen der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und der Elektrode 19a des Substrats 19 auszubilden ist, der Dicke der Elektroden 12a und 19a, der Dicke des Halbleiterchips 12 und der Dicke des Substrats 19, wie in 9A bis 9C gezeigt. Die vorbestimmte Höhe H3 des gebondeten Metalls 300 ist, wie in 9A bis 9C gezeigt, vorzugsweise 10 μm bis 15 μm. Da die Höhe H3 geringer als die Höhe H2 des oben beschriebenen gebondeten Höckers 250 ist, wird nach Komplettierung des Einfügens und Einklemmens des Halbleiterchips 12 und des Substrats 19 zwischen die obere Halteplatte 82a und die untere Halteplatte 82b des Press- und Heizmechanismus 80 der gebondete Höcker 250 um den Betrag H2 – H3 komprimiert, und somit wird der gebondete Höcker 250 gepresst.
  • Nach Beendigung des Einfügens und Einklemmens des Halbleiterchips 12 und des Substrats 19 zwischen die obere Halteplatte 82a und die untere Halteplatte 82b werden Heizer 89a und 89b eingeschaltet, um das Heizen des gebondeten Höckers 250 zu beginnen. Die Temperatur der oberen Halteplatte 82a und die Temperatur der unteren Halteplatte 82b werden mit Temperatursensoren 86a und 86b detektiert, und an die Heizer 89a und 89b angelegte Spannungen werden angepasst, sodass sich die Temperatur des gebondeten Höckers 250 im Bereich von 150°C bis 250°C befindet. Während der Zeit, in der der gebondete Höcker 250 mit den Heizern 89a und 89b geheizt wird, wird das Intervall zwischen den Elektroden 12a und 19a in der Höhenrichtung entsprechend der Höhe H3 gehalten, mittels der oberen Halteplatte 82a und der unteren Halteplatte 82b.
  • Wie in 9A gezeigt, verursacht das Heizen des gebondeten Höckers 250, wie durch Wellenlinienpfeile dargestellt, dass sich der Dispergator 102, der eine organische Verbindung ist, thermisch zersetzt und verdampft, um die metallischen Nanopartikel 101 in Kontakt miteinander zu bringen. Die metallischen Nanopartikel 101 werden, wenn sie in Kontakt miteinander gebracht werden, aneinander geschweißt, um metallische Verbindungen bei einer Temperatur von etwa 150°C zu bilden, welche niedriger ist als die Schweißtemperatur gewöhnlicher Metalle. Des Weiteren wird der Dispergator 102 oder das organische Lösungsmittel 105, das in Lücken zwischen den durch das Bonden der metallischen Nanopartikel 101 entstandene Verbindungen verbleibt, von den Verbindungen nach außen herausgedrückt. Weiter verflüchtigen sich und verdampfen der Dispergator 102 und das organische Lösungsmittel 105 von der Oberfläche des gebondeten Höckers 250 in die Atmosphäre unter dem Einfluss von Hitze, wobei sich zusätzlich die darin enthaltene Kohlenstoffkomponente, mit dem gelösten Sauerstoff 122, den Sauerstoffblasen 121 und den Sauerstoff-Nanoblasen 125, die im gebondeten Höcker 250 enthalten sind, verbindet, um Kohlenstoffdioxid zu bilden. Gasförmiges Kohlenstoffdioxid weist eine Fluidität auf, die größer ist als die des Dispergators 102 und die des organischen Lösungsmittels 105, welche sich in einem flüssigen Zustand befinden, und kombiniert, um Luftblasen 260 zu bilden, während es sich zwischen den Verbindungen der metallischen Nanopartikel 101 hindurch bewegt in Richtung der äußeren Peripherie des gebondeten Höckers 250. Obwohl die Luftblasen 260 des Kohlenstoffdioxids unter Wärmezufuhr expandieren und versuchen den Abstand zwischen den Elektroden 12a und 19a in die Höhenrichtung zu vergrößern, wirkt, da der Abstand zwischen den Elektroden 12a und 19a in Höhenrichtung in der Höhe H3 durch die obere Halteplatte 82a und die untere Halteplatte 82b begrenzt ist, der Betrag des Druckanstiegs als Presskraft zum Komprimieren des gebondeten Höckers 250, wie es durch einen Konturpfeil in 9A dargestellt ist.
  • Wie in 9B gezeigt, veranlasst ein Anstieg des internen Drucks den gebondeten Höcker dazu in lateraler Richtung zu expandieren, und veranlasst die Luftblasen 216 des Kohlenstoffdioxids, die darin entstanden sind, dazu sich graduell in die laterale Richtung zu bewegen, während sie deformiert werden, sodass sie entlang der lateralen Richtung gestreckt sind, wodurch sie von den Seiten des gebondeten Höckers 250 nach außen ausgestoßen werden. Weiter werden durch den Druck, wie durch die Konturpfeile gezeigt, sowie durch Hitze, wie durch die Wellenlinienpfeile gezeigt, die für eine vorbestimmte Zeitperiode angelegt werden, wie in 9C gezeigt, das organische Lösungsmittel 105 und der Dispergator 102 verdampft oder sie werden in Form von Kohlenstoffdioxid ausgestoßen, und die metallischen Nanopartikel 101 des gebondeten Höckers 250 werden miteinander verbunden, um ein gesamtes gebondetes Metall 300 zu bilden, sodass die Elektroden 12a und 19a elektrisch verbunden sind.
  • Wie oben beschrieben, verbindet sich die Kohlenstoffkomponente, die im Dispergator 102 oder dem organischen Lösungsmittel 105 enthalten ist, während des Sinterns mit Sauerstoff und bildet Kohlenstoffdioxid, und wird an die Atmosphäre ausgestoßen. Obwohl die zylindrische Oberfläche der äußeren Peripherie des durch die metallische Nanotinte 100 gebildeten gebondeten Höckers 250 der Atmosphäre ausgesetzt ist, da die obere und untere Oberfläche in Kontakt mit den Oberflächen der Elektroden 12a und 19a stehen, ist jedoch die von den Oberflächen ins Innere des gebondeten Höckers 250 eingeleitete Sauerstoffmenge klein. Wenn Sauerstoff nicht beispielsweise in Form von Sauerstoffblasen 121 oder Sauerstoff-Nanoblasen 125 darin vorhanden ist, ist darüber hinaus nicht genügend Sauerstoff im Inneren des gebondeten Höckers 250, in den Sauerstoff nicht leicht eingeführt werden kann, vorhanden, um Kohlenstoff in Kohlenstoffdioxid umzuwandeln. Dies führt zu einer Situation, in der Kohlenstoff übrig bleibt, ohne in Kohlenstoffdioxid umgewandelt zu werden. Deshalb bleiben, wie in 10A gezeigt, obwohl ein dichtes Bulk-Metall 301 in einem äußeren bedeckenden Bereich des gebondeten Metalls 300 ausgebildet wird, nachdem es gesintert wurde, andere Substanzen außer Metall, wie Kohlenstoff, im Inneren zwischen den Verbindungen, die durch das Bonden der metallischen Nanopartikel 101 entstanden sind, in der Form von Fehlstellen übrig, die einen porösen Strukturbereich 302 bilden. Da der poröse Strukturbereich 302 einen hohen elektrischen Widerstand und geringe mechanische Festigkeit aufweist, sind die Bondeigenschaften herabgesetzt.
  • Wie oben beschrieben, kann der Kohlenstoff, durch das Ausbilden der Höcker 200 unter Verwendung der metallischen Nanotinte 100 mit Sauerstoff, der in Form beispielsweise des gelösten Sauerstoffs 122, der Sauerstoffblasen 121 und der Sauerstoff-Nanoblasen 125 darin enthalten ist, und Bonden derselben zum Ausbilden des gebondeten Höckers 250, da der gebondete Höcker 250 eine große Menge an Sauerstoff im Inneren enthält, der im Dispergator 102 und dem organischen Lösungsmittel 105 enthalten ist, in Form von Kohlenstoffdioxid nach außen ausgestoßen werden. Deshalb kann die Entstehung von Fehlstellen während des Sinterns unter Druck minimiert werden, und, wie in 10B gezeigt, erstreckt sich der Bereich des Bulk-Metalls 301 des gebondeten Metalls 300 vom äußeren bedeckenden Bereich ins Innere, und der Bereich des Bulk-Metalls 301 ist ebenfalls im Inneren ausgebildet. Des Weiteren ist der Bereich des porösen Strukturbereichs 302, der Fehlstellen enthält, signifikant reduziert, verglichen mit dem in 10A gezeigten Zustand, wobei das gebondete Metall 300 mit geringem elektrischen Widerstand und hoher mechanischer Festigkeit ausgebildet werden kann. Weiter können, durch das Durchführen des Bondens unter Verwendung der metallischen Nanotinte 100 mit Sauerstoff, der in Form beispielsweise von gelöstem Sauerstoff 122, Sauerstoffblasen 121 und Sauerstoff-Nanoblasen 125 in der metallischen Nanotinte 100 enthalten ist, da metallische Nanopartikel unreagiert zurückbleiben, wenn der Dispergator nicht entfernt wird, diese reduziert werden, und der Bereich des Bulk-Metalls 301 kann vergrößert werden.
  • Es ist wünschenswert, dass die metallische Nanotinte eine so große Menge an Sauerstoff wie möglich enthält, und es ist bevorzugt, dass sie eine Menge an Sauerstoff, die größer ist als die Sättigungskonzentration von Sauerstoff im organischen Lösungsmittel 105, enthält. Experimentelle Ergebnisse zeigen: Wenn die Höcker 200 auf der Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 und auf der Elektrode 19a des Substrats 19 ausgebildet werden, indem die metallische Nanotinte 100 einschließlich der Sauerstoffblasen 121 und dem gelösten Sauerstoff 122 bereitgestellt wird, die durch das gemäß 2 beschriebene Verfahren des Einblasens von Sauerstoff mittels eines Spenders produziert wird, und wenn der Halbleiterchip 12 dann umgedreht wird, um die Positionen der Elektroden 12a und 19a zueinander auszurichten, sodass sie überlappen, um den gebondeten Höcker 250 zu bilden und wenn dann ein Press- und Heizmechanismus 80 ein Sintern unter Druck durchführt, für einen Fall, bei dem die Sauerstoffinjektionszeit kurz war, etwa eine Stunde, und die Sauerstoffmenge in der metallischen Nanotinte 100 klein war, dann enthält das unter Druck gesinterte gebondete Metall 300 einen großen porösen Strukturbereich 302, wie in 10A gezeigt. Im Gegensatz dazu, enthält das unter Druck gesinterte gebondete Metall 300 einen kleinen porösen Strukturbereich 302 und eine große Menge des Bulk-Metalls 301, wie in 10B gezeigt, wenn die Sauerstoffinjektionszeit lang war, etwa 10 Stunden und die Menge an Sauerstoff in der metallischen Nanotinte 100 groß war. Des Weiteren beweisen die experimentellen Ergebnisse, dass die Sintereigenschaften verbessert sind, wenn eine Menge an Sauerstoff enthalten ist, welche die fünffache Sättigungskonzentration oder mehr von Sauerstoff im organischen Lösungsmittel 105 ist.
  • Wie oben beschrieben, bietet die metallische Nanotinte 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorteil dahingehend, dass die Entstehung von Fehlstellen während des Sinterns unter Druck minimiert werden kann, und ein gebondetes Metall 300 mit einem geringen elektrischen Widerstand und hoher mechanischer Festigkeit gebildet werden kann.
  • Für das oben beschriebene Verfahren zum Bonden mit metallischer Nanotinte 100 kann, obwohl ein Fall beschrieben ist, bei dem die Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 an die Elektrode 19a des Substrats 19 gebondet wird, die Elektrode 12a des Halbleiterchips 12 umgedreht werden und mit einer Elektrode 12a eines anderen Halbleiterchips 12 überlappt werden, sodass diese aneinander gebondet werden. Weiter kann die Elektrode 12a eine Durchgangselektrode sein, die sich in Richtung der Dicke durch den Halbleiterchip 12 erstreckt, wobei die Halbleiterchips 12 als mehrschichtige Chips durch Überlappen der Elektrode 12a mit den sich dazwischen befindenden Höckern 200 ohne den Halbleiterchip 12 umzudrehen und anschließendes Durchführen eines Sinterns unter Druck implementiert werden können, wodurch die Durchgangselektroden verbunden werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, aber umfasst alle Veränderungen und Modifikationen, welche nicht vom technischen Umfang oder dem Kern der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, abweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 12
    Halbleiterchip
    12a, 19a
    Elektrode
    19
    Substrat
    26
    Ausstoßkopf
    26a
    Ausstoßdüse
    54
    Aufnahme
    57a, 57b
    Höhensensor
    57c
    aufwärts und abwärts gerichtetes Gesichtsfeld der Kamera
    80
    Press- und Heizmechanismus
    82a
    obere Halteplatte
    82b
    untere Halteplatte
    85
    Lückensensor
    86a, 86b
    Temperatursensor
    89a, 89b
    Heizer
    100
    metallische Nanotinte
    101
    metallisches Nanopartikel
    102
    Dispergator
    103
    beschichtetes metallisches Nanopartikel
    105
    organisches Lösungsmittel
    110
    Mikrotropfen
    121
    Sauerstoffblase
    122
    gelöster Sauerstoff
    125
    Sauerstoff-Nanoblase
    131
    Behälter
    132
    Sauerstoff-Injektionsdüse
    133
    Tank
    134
    Leitung
    135
    Einlassleitung
    136
    Zirkulationspumpe
    137
    Ablassleitung
    138
    Sauerstoff-Injektionsdüse
    140
    Injektor
    141
    Düse
    142
    Kern
    143
    Lücke
    145
    Sauerstoffkonzentrationssensor
    150
    Sauerstoffinjektionsvorrichtung
    200
    Höcker
    250
    gebondeter Höcker
    260
    Luftblase
    300
    gebondetes Metall
    301
    Bulk-Metall
    302
    poröser Strukturbereich
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Metallische Nanotinte (100) zum Boden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder das Boden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck wird hergestellt durch Injizieren von Sauerstoff in ein organisches Lösungsmittel (105) in Form von Sauerstoff-Nanoblasen (125) oder Sauerstoffblasen (121), entweder vor oder nachdem metallische Nanopartikel (101), deren Oberflächen mit einem Dispergator (102) beschichtet sind, in das organische Lösungsmittel (105) gemischt werden. Höcker werden auf der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des Substrats durch das Ausstoßen von Mikrotropfen von metallsicher Nanotinte (100) auf die Elektroden ausgebildet, der Halbleiterchip wird umgedreht und ausgerichtet über dem Substrat platziert, und anschließend werden die metallischen Nanopartikel der Höcker unter Druck durch Pressen und Heizen der Höcker zwischen den Elektroden gesintert. Als Ergebnis wird die Entstehung von Fehlstellen während des Sinterns unter Druck minimiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 9-326416 A [0004]
    • WO 2005/025787 [0004]

Claims (8)

  1. Metallische Nanotinte zum Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck, wobei die metallische Nanotinte zubereitet wird, indem in ein organisches Lösungsmittel metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff beschichtet sind, gemischt werden.
  2. Metallische Nanotinte nach Anspruch 1, wobei die Sauerstoffkonzentration im organischen Lösungsmittel übersättigt ist.
  3. Verfahren zur Herstellung metallischer Nanotinte zum Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines Substrats und/oder Bonden einer Elektrode eines Halbleiterchips und einer Elektrode eines anderen Halbleiterchips durch Sintern unter Druck, wobei das Verfahren umfasst: – einen Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel, bei dem metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt werden; – einen Schritt des Injizierens von Sauerstoff, bei dem Sauerstoff in das organische Lösungsmittel injiziert wird.
  4. Verfahren zur Herstellung metallischer Nanotinte nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Injizierens von Sauerstoff das Injizieren von Sauerstoff in das organische Lösungsmittel in der Form von Nanoblasen umfasst.
  5. Verfahren zur Herstellung metallischer Nanotinte nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Injizierens von Sauerstoff nach dem Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel durchgeführt wird.
  6. Verfahren zur Herstellung metallischer Nanotinte nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Injizierens von Sauerstoff vor dem Schritt des Mischens metallischer Nanopartikel durchgeführt wird.
  7. Verfahren zum Chipboden, umfassend: – einen Schritt des Überlappens, bei dem ein Halbleiterchip, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, bei der metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff in Form von Nanoblasen beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt sind, mit seiner Oberseite nach unten über einem Substrat platziert wird, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und/oder über einem anderen Halbleiterchip platziert wird, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und Überlappen der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des Substrats und/oder der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des anderen Halbleiterchips mit den Höckern zwischen beiden; und – einen Schritt des Drucksinterns, bei dem die metallischen Nanopartikel der Höcker unter Druck durch Pressen und Heizen der Höcker zwischen den Elektroden gesintert werden, um die Elektroden elektrisch zu verbinden, wobei die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des Substrats und/oder die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des anderen Halbleiterchips gebondet werden.
  8. Vorrichtung für Chipbonden, umfassend: – einen Ausstoßkopf zum Ausstoßen von Mikrotropfen metallischer Nanotinte, bei der metallische Nanopartikel, deren Oberflächen mit einem Dispergator und Sauerstoff in Form von Nanoblasen beschichtet sind, in ein organisches Lösungsmittel gemischt sind, um einen Höcker auf einer Elektrode auszubilden; – einen Überlappungsmechanismus zum Platzieren eines Halbleiterchips, auf dem der Höcker ausgebildet ist, mit seiner Oberseite nach unten über einem Substrat, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und/oder über einem anderen Halbleiterchip, auf dem ein Höcker auf einer Elektrode durch Ausstoßen von Mikrotropfen von metallischer Nanotinte ausgebildet ist, und zum Überlappen der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des Substrats und/oder der Elektrode des Halbleiterchips und der Elektrode des anderen Halbleiterchips mit den Höckern zwischen beiden; und – einen Press- und Heizmechanismus zum Pressen und Heizen der Höcker zwischen den Elektroden zum Sintern der metallischen Nanopartikel der Höcker unter Druck, um die Elektroden elektrisch zu verbinden, wobei die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des Substrats und/oder die Elektrode des Halbleiterchips und die Elektrode des anderen Halbleiterchips gebondet werden.
DE112009001706T 2008-08-01 2009-07-08 Metallische Nanotinte und Verfahren zur Herstellung der metallischen Nanotinte, sowie Verfahren zum Chipbonden und Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte Ceased DE112009001706T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008200083A JP4454673B2 (ja) 2008-08-01 2008-08-01 金属ナノインクとその製造方法並びにその金属ナノインクを用いるダイボンディング方法及びダイボンディング装置
JP2008-200083 2008-08-01
PCT/JP2009/062430 WO2010013588A1 (ja) 2008-08-01 2009-07-08 金属ナノインクとその製造方法並びにその金属ナノインクを用いるダイボンディング方法及びダイボンディング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112009001706T5 true DE112009001706T5 (de) 2011-05-05

Family

ID=41610287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112009001706T Ceased DE112009001706T5 (de) 2008-08-01 2009-07-08 Metallische Nanotinte und Verfahren zur Herstellung der metallischen Nanotinte, sowie Verfahren zum Chipbonden und Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8328928B2 (de)
JP (1) JP4454673B2 (de)
KR (1) KR101039655B1 (de)
CN (1) CN102124550B (de)
DE (1) DE112009001706T5 (de)
TW (1) TWI391452B (de)
WO (1) WO2010013588A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090748A1 (ja) * 2008-01-17 2009-07-23 Applied Nanoparticle Laboratory Corporation 複合銀ナノ粒子、その製法及び製造装置
WO2012173187A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 新日鉄住金化学株式会社 電子部品の接合材、接合用組成物、接合方法、及び電子部品
US20130256894A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 International Rectifier Corporation Porous Metallic Film as Die Attach and Interconnect
JP6214273B2 (ja) * 2013-08-08 2017-10-18 三菱電機株式会社 金属ナノ粒子を用いた接合構造および金属ナノ粒子を用いた接合方法
US10192847B2 (en) * 2014-06-12 2019-01-29 Asm Technology Singapore Pte Ltd Rapid cooling system for a bond head heater
EP3188849B1 (de) 2014-09-05 2022-02-16 Tennant Company Systeme und verfahren zur zuführung von behandlungsflüssigkeiten mit nanobläschen
DE102014114097B4 (de) 2014-09-29 2017-06-01 Danfoss Silicon Power Gmbh Sinterwerkzeug und Verfahren zum Sintern einer elektronischen Baugruppe
DE102014114096A1 (de) 2014-09-29 2016-03-31 Danfoss Silicon Power Gmbh Sinterwerkzeug für den Unterstempel einer Sintervorrichtung
DE102014114093B4 (de) * 2014-09-29 2017-03-23 Danfoss Silicon Power Gmbh Verfahren zum Niedertemperatur-Drucksintern
DE102014114095B4 (de) 2014-09-29 2017-03-23 Danfoss Silicon Power Gmbh Sintervorrichtung
CN110998500A (zh) * 2017-08-08 2020-04-10 株式会社东海理化电机制作所 操作检测装置
US11289445B2 (en) 2018-12-24 2022-03-29 Asm Technology Singapore Pte Ltd Die bonder incorporating rotatable adhesive dispenser head
KR102635492B1 (ko) * 2020-08-10 2024-02-07 세메스 주식회사 본딩 장치 및 본딩 방법
CN113426499B (zh) * 2021-07-08 2022-10-14 成都齐碳科技有限公司 微结构、生物芯片、成膜方法、基因测序装置及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09326416A (ja) 1996-06-05 1997-12-16 Kokusai Electric Co Ltd 半導体素子の実装方法およびその製品
WO2005025787A1 (ja) 2003-09-12 2005-03-24 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 微細な液滴の形状で噴射し、積層塗布可能な金属ナノ粒子分散液

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5090609A (en) * 1989-04-28 1992-02-25 Hitachi, Ltd. Method of bonding metals, and method and apparatus for producing semiconductor integrated circuit device using said method of bonding metals
JP2002076589A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Hitachi Ltd 電子装置及びその製造方法
JP3900248B2 (ja) 2001-03-30 2007-04-04 ハリマ化成株式会社 多層配線板およびその形成方法
JP3711953B2 (ja) * 2002-03-15 2005-11-02 株式会社デンソー ガスセンサ用センシング膜の製造方法
JP3904210B2 (ja) * 2003-04-28 2007-04-11 株式会社リコー 光学電子デバイスの接合方法及び接合構造
JP2005081501A (ja) 2003-09-09 2005-03-31 Ulvac Japan Ltd 金属ナノ粒子及びその製造方法、金属ナノ粒子分散液及びその製造方法、並びに金属細線及び金属膜及びその形成方法
US7255332B2 (en) * 2004-05-25 2007-08-14 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas System and method for dissolving gases in liquids
US7393771B2 (en) * 2004-06-29 2008-07-01 Hitachi, Ltd. Method for mounting an electronic part on a substrate using a liquid containing metal particles
JP2007177103A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Dainippon Ink & Chem Inc 導電性塗料および導電性塗料の製造方法
KR100860446B1 (ko) * 2006-04-12 2008-09-25 주식회사 엘지화학 금속 나노 입자의 분산 보조제 및 이를 포함하는 금속 나노잉크
CN101479839A (zh) * 2006-04-24 2009-07-08 株式会社村田制作所 电子元件、使用该电子元件的电子元件装置及其制造方法
US20080182011A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Ng Hou T Metal and metal oxide circuit element ink formulation and method
JP4361572B2 (ja) * 2007-02-28 2009-11-11 株式会社新川 ボンディング装置及び方法
JP2011502183A (ja) * 2007-10-15 2011-01-20 ナノインク インコーポレーティッド ナノ粒子ベースインクのリソグラフィ
US7704866B2 (en) * 2008-03-18 2010-04-27 Innovalight, Inc. Methods for forming composite nanoparticle-metal metallization contacts on a substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09326416A (ja) 1996-06-05 1997-12-16 Kokusai Electric Co Ltd 半導体素子の実装方法およびその製品
WO2005025787A1 (ja) 2003-09-12 2005-03-24 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 微細な液滴の形状で噴射し、積層塗布可能な金属ナノ粒子分散液

Also Published As

Publication number Publication date
CN102124550A (zh) 2011-07-13
KR20110016488A (ko) 2011-02-17
US20110114708A1 (en) 2011-05-19
CN102124550B (zh) 2013-04-24
JP2010040676A (ja) 2010-02-18
TW201009029A (en) 2010-03-01
TWI391452B (zh) 2013-04-01
WO2010013588A1 (ja) 2010-02-04
US20130001280A1 (en) 2013-01-03
US8328928B2 (en) 2012-12-11
KR101039655B1 (ko) 2011-06-08
JP4454673B2 (ja) 2010-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112009001706T5 (de) Metallische Nanotinte und Verfahren zur Herstellung der metallischen Nanotinte, sowie Verfahren zum Chipbonden und Vorrichtung zum Chipbonden unter Verwendung der metallischen Nanotinte
DE102014103013B4 (de) Verfahren zum Erzeugen einer getrockneten Pastenschicht, Verfahren zum Erzeugen einer Sinterverbindung und Durchlaufanlage zur Durchführung der Verfahren
DE102005034485A1 (de) Verbindungselement für ein Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009018541A1 (de) Kontaktierungsmittel und Verfahren zur Kontaktierung elektrischer Bauteile
DE102006036728B4 (de) Verfahren zur elektrischen Kontaktierung mikroelektronischer Bauelemente auf einer Leiterplatte
DE19522338B4 (de) Chipträgeranordnung mit einer Durchkontaktierung
US20070134434A1 (en) Method for forming solder pattern on board
DE112018001566T5 (de) Halbleitereinheit und verfahren zur herstellung derselben
DE112012005672B4 (de) Lötpaste
WO2014032940A1 (de) Trägerplatte, vorrichtung mit trägerplatte sowie verfahren zur herstellung einer trägerplatte
DE102019217386B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Elektronikanordnung und die Elektronikanordnung
EP2492959A1 (de) Elektrisches Bauelement mit einer elektrischen Verbindungsanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69316159T2 (de) Verfahren zum Aufbringen von Kontakthöckern auf einer Halbleitervorrichtung sowie zum Verbinden dieser Vorrichtung mit einer Leiterplatte
WO2001003183A2 (de) Verfahren zum aufbringen von verbindungsmaterialien für eine verbindung zwischen einem mikrochip und einem substrat sowie verwendung eines nach dem tintendruckprinzip arbeitenden druckkopfes
DE112010002901T5 (de) Verbindungsanordnungen und Verfahren zum Herstellen und Verwenden derselben
DE102017113153B4 (de) Elektronisches Gerät mit Chip mit gesintertem Oberflächenmaterial
DE102014220204A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung und Bauteileverbund
EP2844044A1 (de) Anlage und Verfahren zum Füllen von Löchern in einer Leiterplatte
DE102019108977B4 (de) Verfahren zur Verbindung zweier leistungselektronischer Verbindungspartner
DE10255520B4 (de) Verfahren zur elektrischen Kontaktierung mittels gefüllter Flüssigkeiten und elektronische Bauteile mit derartiger Kontaktierung
DE102019126505B4 (de) Verfahren zum herstellen einer mehrchipvorrichtung
DE102017122059A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Endoberfläche und Leiterplatte
DE102007022338A1 (de) Leistungshalbleiterbauelement mit Metallkontaktschicht sowie Herstellungsverfahren hierzu
EP1718139A2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte
DE102023202883A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Benetzung eines Bauteils mit einem Flussmittel

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20141219