DE1640457B1 - Elektrische Verbindungen in Schaltkreisanordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Elektrische Verbindungen in Schaltkreisanordnungen und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE1640457B1 DE1640457B1 DE19661640457 DE1640457A DE1640457B1 DE 1640457 B1 DE1640457 B1 DE 1640457B1 DE 19661640457 DE19661640457 DE 19661640457 DE 1640457 A DE1640457 A DE 1640457A DE 1640457 B1 DE1640457 B1 DE 1640457B1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor component
- semiconductor
- substrate plate
- recess
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H01L24/82—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 by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
-
- 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
- H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
- H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect 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
- H01L2224/01—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
- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
- H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
- H01L2224/241—Disposition
- H01L2224/24151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/24221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/24225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/24227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the HDI interconnect not connecting to the same level of the item at which the semiconductor or solid-state body is mounted, e.g. the semiconductor or solid-state body being mounted in a cavity or on a protrusion of the item
-
- 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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
-
- 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
- H01L2924/01015—Phosphorus [P]
-
- 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
- H01L2924/01019—Potassium [K]
-
- 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
- H01L2924/01023—Vanadium [V]
-
- 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
- H01L2924/01024—Chromium [Cr]
-
- 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
- H01L2924/01027—Cobalt [Co]
-
- 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
- H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
-
- 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
- H01L2924/01058—Cerium [Ce]
-
- 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
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- 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
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
- H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
-
- 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
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- 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
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/15165—Monolayer substrate
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
-
- 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
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1901—Structure
- H01L2924/1904—Component type
- H01L2924/19041—Component type being a capacitor
-
- 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
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1901—Structure
- H01L2924/1904—Component type
- H01L2924/19043—Component type being a resistor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/05—Etch and refill
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/085—Isolated-integrated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4981—Utilizing transitory attached element or associated separate material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
1 2
Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungen in den Halbleiterplättchen oder -bauteilen und dem
vorzugsweise monolithischen Schaltkreisanordnungen Glas- oder Keramiksubstrat angebracht werden, auf
zwischen auf einer Substratplatte befindlichen Kon- denen sich die Halbleiterkomponenten befinden,
takten und einem Halbleiterbauteil, der in einer Aus- Über diese Schichten wurden elektrische Verbindunsparung
der Substratplatte so angeordnet ist, daß die 5 gen gelegt, um auf den Halbleiterplättchen und auf
Oberfläche des Halbleiterbauteils und die Substrat- dem Substrat befindliche elektrisch leitende Kontakte
Oberfläche in einer Ebene Hegen. Die Erfindung be- oder Kontaktstreifen miteinander zu verbinden. Die
trifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungsteile wurden anschließend durch elek-
elektrischen Verbindungen in solchen Schaltkreis- trödenlose Metallplattierung gekräftigt und verstärkt,
anordnungen, insbesondere bei monolithischen und io Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen wieder in
integrierten Schaltkreisen. den unterschiedlichen thermischen Expansionskoef-
In jüngster Zeit richten sich die Entwicklungs- fizienten zwischen den einzelnen verwendeten Mabestrebungen
auf dem Gebiet der Halbleitertechnik: teriaüen und ferner in der Schrumpfung der aufauf
die Miniaturisierung der Halbleiterbauteile mit gebrachten Materialschichten, nachdem sie beispielsdem
Ziel, höhere Operationsgeschwindigkeiten, nied- 15 weise durch Niederschlagen hergestellt worden sind
rigere Fabrikationskosten und eine größere Korn- oder während man sie aushärtet,
ponentenzuverlässigkeit zu erzielen. Einige dieser Zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwiminiaturisierten Halbleiterbauteile bestehen aus einer sehen Halbleiterplättchen untereinander oder mit größeren Anzahl von Dioden, Transistoren usw., die dem sie tragenden Substrat sind auch thermische, alle in einem einzigen Plättchen vom gleichen Halb- 20 Kompressionsbindungsverfahren vorgeschlagen worleitermaterial untergebracht sind und in ihrer Ge- den. Dort jedoch, wo viele Verbindungen gemacht samtheit den Halbleiterbauteil bilden. Es gibt aber werden müssen, ist es notwendig, den gesamten ^h auch andere Fabrikationstechniken, bei denen alle Schaltungsbauteil auf der verhältnismäßig hoben ^^P individuellen Halbleiterelemente in einem Träger von Kontaktbindungstemperatur zu halten, bis alle geirgendeinem beliebigen Material untergebracht sind. 25 wünschten Stellen ordnungsgemäß miteinander ver-AlIe diese Fabrikationsverfahren werden fortlaufend bunden sind. Neuere Verfahren bedienen sich demunter hohem Forschungsaufwand weiterentwickelt, gegenüber der lokalen Aufheizung, wie dies beispiels· um die Anwendung der so fabrizierten Halbleiter- weise bei Mikroschweißprozessen und sonstigen Verkomponenten in großen und komplexen elektro- fahren der Energiekonzentration zu extrem hohen rüschen Geräten zu ermöglichen, beispielsweise in 30 Energiedichten der Fall ist. Man hat beispielsweise Rechen- und Datenverarbeitungsanlagen, die mit zeigen können, daß Gas- und Rubinlaser eine aushöchsten Betriebsgeschwindigkeiten arbeiten sollen. reichende Energie hervorbringen können zur Durch-Unabhängig von der Art und Weise, wie die miniatu- führung lokalisierter Verbundoperationen zwischen risierten Halbleiterbauteile im einzelnen hergestellt verschiedenen Halbleiterschaltkreisen. Alle diese hier werden, man muß jedenfalls elektrische Verbin- 35 erwähnten Verfahren sind jedoch verhältnismäßig düngen herstellen zwischen den Halbleiterbauteilen komplex, zeitlich aufwendig und infolgedessen auch und dem als Träger dienenden Substrat. mit hohen Kosten verbunden.
ponentenzuverlässigkeit zu erzielen. Einige dieser Zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwiminiaturisierten Halbleiterbauteile bestehen aus einer sehen Halbleiterplättchen untereinander oder mit größeren Anzahl von Dioden, Transistoren usw., die dem sie tragenden Substrat sind auch thermische, alle in einem einzigen Plättchen vom gleichen Halb- 20 Kompressionsbindungsverfahren vorgeschlagen worleitermaterial untergebracht sind und in ihrer Ge- den. Dort jedoch, wo viele Verbindungen gemacht samtheit den Halbleiterbauteil bilden. Es gibt aber werden müssen, ist es notwendig, den gesamten ^h auch andere Fabrikationstechniken, bei denen alle Schaltungsbauteil auf der verhältnismäßig hoben ^^P individuellen Halbleiterelemente in einem Träger von Kontaktbindungstemperatur zu halten, bis alle geirgendeinem beliebigen Material untergebracht sind. 25 wünschten Stellen ordnungsgemäß miteinander ver-AlIe diese Fabrikationsverfahren werden fortlaufend bunden sind. Neuere Verfahren bedienen sich demunter hohem Forschungsaufwand weiterentwickelt, gegenüber der lokalen Aufheizung, wie dies beispiels· um die Anwendung der so fabrizierten Halbleiter- weise bei Mikroschweißprozessen und sonstigen Verkomponenten in großen und komplexen elektro- fahren der Energiekonzentration zu extrem hohen rüschen Geräten zu ermöglichen, beispielsweise in 30 Energiedichten der Fall ist. Man hat beispielsweise Rechen- und Datenverarbeitungsanlagen, die mit zeigen können, daß Gas- und Rubinlaser eine aushöchsten Betriebsgeschwindigkeiten arbeiten sollen. reichende Energie hervorbringen können zur Durch-Unabhängig von der Art und Weise, wie die miniatu- führung lokalisierter Verbundoperationen zwischen risierten Halbleiterbauteile im einzelnen hergestellt verschiedenen Halbleiterschaltkreisen. Alle diese hier werden, man muß jedenfalls elektrische Verbin- 35 erwähnten Verfahren sind jedoch verhältnismäßig düngen herstellen zwischen den Halbleiterbauteilen komplex, zeitlich aufwendig und infolgedessen auch und dem als Träger dienenden Substrat. mit hohen Kosten verbunden.
Monolithische oder integrierte Bauteile für elek- Die Ausweitung der Planartransistor-Technologie
ironische Schaltungen kann man heute schon mit sehr auf monolithische oder integrierte Schaltkreise hat
niedrigen Kosten und einem hohen Grad an Zu- 40 ebenfalls ein Bedürfnis für neue Verfahren zur Herverlässigkeit
herstellen. Es bestehen jedoch immer stellung elektrischer Verbindungen geschaffen. Die
noch schwierige technische Probleme in der Her- an solche neuen Verfahren gestellten Anforderungen
Stellung zuverlässiger externer elektrischer Verbin- bestehen in erster Linie darin, daß die dadurch her- *
dungsleitungen, die sich von einem als Träger wirken- gestellten elektrischen Verbindungen in erster Linie \
den Substrat zu den gewünschten Schaltpunkten auf 45 zuverlässig sind, daß sie ferner in der Herstellung
jeden der monolithischen oder integrierten Schalt- nicht teuer sind und daß sie sich schließlich auch als
kreisbauteile erstrecken. Infolgedessen wird durch die elektrische Verbindungen für monolithische oder
technische Unvollkommenheit der Herstellung in dem integrierte Schaltkreise eignen. Ein Weg zur Ergewünschten
Maße zuverlässiger, externer elek- reichung dieser Ziele besteht beispielsweise im Auftrischer
Verbindungen zwischen einem Halbleiter- 50 dampfen planarer Verbindungen. Mit Hilfe dieses
bauteil und einem als Träger wirkenden Substrat die Verfahrens gelingt nicht nur die Herstellung der
Herstellung elektrischer Schaltkreissysteme im großen nötigen Verbindungen zwischen den einzelnen Schaltnach
wie vor verhindert, wobei man sich unter elek- kreisteilen, sondern es gelingt auch die Schaffung von
irischen Systemen Anordnungen von einer solchen Verbindungen durch Diffusion. Grundsätzlich wird
Komplexität vorzustellen hat, wie sie beispielsweise 55 dabei so vorgegangen, daß die monolithischen Halbfür
Rechen-und Datenverarbeitungsanlagen benötigt leiterplättchen in den Aussparungen eines mehrwerden,
schichtigen keramischen Substrats befestigt werden,
Eines der technischen Probleme bei der Her- so daß die planare Oberfläche der Plättchen im
stellung elektrischer" Verbindungen zwischen einem wesentlichen flach mit der Substratoberfläche aus-Halbleiterbauteil
und einem als Träger wirkenden -60 gerichtet ist. Der räumliche Abstand zwischen den
Substrat besteht darin, daß die Gefahr des Zer- Plättchen und dem Substrat wird mit einer Materialbrechens
des Halbleiterbauteils besteht infolge der schicht ausgefüllt oder überbrückt, durch die eine
unterschiedlichen thermischen Expansionskoeffizien- kontinuierliche Oberfläche gebildet wird, die sich für
ten zwischen dem Substrat und dem Halbleiterbauteil. die daran anschließende Aufbringung der verbinden-
Eines der bisher vorgeschlagenen Verfahren be- 65 den Kontaktstreifen eignet. Wo das Füllmaterial
steht beispielsweise darin, Schichten von Epoxyharz einen permanenten Bestandteil der Schaltungsanord-
oder alternativ aus einem gegen Metallätzung wider- nung von Halbleiterplättchen und Substrat bildet,
standsfähigem Material zu benutzen, die zwischen . haben Untersuchungen gezeigt, daß — wenn man
3 4
die so hergestellten planaren Schaltkomponenten Das erfindungsgemäßa Verfahren zur Herstellung
thermischenBeanspruchungszyklenundmechanischen der so gekennzeichneten elektrischen Verbindungen
Tests unterworfen hat — die von den unterschied- zeichnet sich dadurch aus, daß nach dem Einsetzen
liehen thermischen Expansionskoeffizienten zwischen des Halbleiterbauteils in die Aussparung der Substrat-Halbleiterplättchen,
Substrat und Füllmaterial her- 5 platte der den Abstand bildende Raum zwischen der
vorgerufenen Spannungen ein schwieriges Problem Oberfläche des Halbleiterbauteils und der Substrathinsichtlich
der Zuverlässigkeit der Komponenten oberfläche mit einem wieder entfernbaren pulverisierdarstellen,
ten Stoff angefüllt wird, daß dann elektrisch leitende Der Erfolg der Anwendung von Aufdampfverfah- Kontaktstreifen auf die Oberfläche des pulverisierten
ren für planare Verbindungen auf monoRthische und io Stoffes aufgebracht werden, die eine leitende Verbinintegrierte
Schaltkreise hängt sehr stark von der Aus- dung zwischen auf der Substratoberfläche befindwahl
eines brauchbaren Füllmaterials ab. Allgemein liehen Kontakten und auf der Oberfläche des Halbsind
an ein solches Füllmaterial die folgenden An- leiterbauteils befindRchen Kontakten herstellen, und
forderungen zu stellen: Es muß ohne Schwierigkeiten daß schließRch der pulverisierte Stoff aus dem geaufbringbar
oder niederschlagbar sein; seine Auf- 15 nannten Abstandsraum wieder entfernt wird, so daß
bringung darf nicht zum Auftreten von Spannungen die vorher aufgebrachten elektrisch leitenden Konin
der Halbleiterplättchen-Substratanordnung führen; taktstreifen diesen Abstandsraum überbrücken,
es muß eine für eine Nukleationsbildung und das zu- Bevor auf verfahrensmäßige Einzelheiten einnehmende Wachsen metaUischer dünner Schichten gegangen wird, sei das erfindungsgemäße Prinzip in
geeignete Oberfläche bilden; es muß Temperaturen 20 etwas verallgemeinerter Form zusammenfassend ervon
3500C und gegebenenfalls auch noch darüber läutert. In einer ersten bevorzugten Ausführungsaushalten können; es darf nur eine geringe oder form der Erfindung besteht das Verfahren zur Herbesser
gar keine Schrumpfung aufweisen, nachdem stellung elektrischer Verbindungen in monoRthischen
es aufgebraucht ist oder während es gehärtet wird, oder integrierten Schaltkreisanordnungen darin, daß
und schließüch muß das Füllmaterial auch die 25 der elektrisch leitfähige Kontaktpunkte oder Kontaktübrigen, für das Niederschlagen bzw. die Auf- streifen aufweisende Halbleiterbauteil auf einen
dampfung gültigen Voraussetzungen erfüllen, bei- Träger oder Substrat aufgebracht wird, das ebenfalls
spielsweise chemische Stabilität, kein Entgasen usw. elektrisch leitfähige Kontaktpunkte oder-streifen auf-Der
Erfindung Regt die Aufgabe zugrunde, elek- weist. Zwischen den elektrisch leitfähigen Kontakten
trische Verbindungen, insbesondere für monoRthische 30 auf dem Substrat und denen auf dem Halbleiteroder
integrierte Schaltkreisanordnungen anzugeben, bauteil besteht ein gewisser Abstand,
wobei in erster Linie zuverlässige Verbindungen Der bestehende Abstandsraum wird mit einem
zwischen auf einer Substratplatte befindRchen Kon- wieder entfernbaren pulverisierten Stoff ausgefüflt.
takten und einem Halbleiterbauteil hergestellt werden, Besteht beispielsweise der Halbleiterbauteil aus
die insbesondere veränderlichen thermischen Be- 35 SiRzium, so setzt sich der pulverisierte Stoff aus
dingungen ohne Schaden standzuhalten vermögen. kleinen SiO,-Partikeln zusammen. Mit Hilfe eines ge-Weiterhin
soll ein Verfahren zu ihrer Hersteflung an- eigneten Niederschlagverfahrens, beispielsweise durch
gegeben werden, das billig ist, die Herstellung meh- Aufdampfen, werden auf der Oberfläche des pulverirerer
Verbindungen gleichzeitig ermögRcht und sich sierten Stoffes verbindende elektrisch leitfähige Konferner
zur Massenfabrikation eignet. Im einzelnen 40 taktstreifen oder Kontaktbrücken hergesteflt. Ein bewird
insbesondere bezweckt: die Schaffung eines ver- vorzugtes Verfahren besteht beispielsweise darin, die
besserten Verfahrens zur Bildung elektrischer Ver- verbindenden Kontaktbrücken durch Aufdampfen
bindungen zu einem Halbleiterbauteil; die Schaffung des leitenden Metalls durch eine geeignete Maske
eines verbesserten Verfahrens zur Verbindung elek- durchzuführen, mit deren Hilfe sichergestellt werden
irisch leitfähiger, auf einem Substrat befindlicher 45 kann, daß die verbindenden Kontaktbrücken in rich-Kontaktstreifen
mit entsprechend zugeordneten Kon- tiger Weise genau ausgerichtet mit den Kontakttaktstreifen
auf einem Halbleiterplättchen oder einem punkten bzw. -streifen auf dem Substrat und dem
-bauteil, das sich auf dem Substrat in einer Aus- Halbleiterbauteil zusammenfallen. Wenn die gesparung
befindet und zumindest an der Oberfläche nannten Kontaktbrücken durch die Masken aufgevon
diesem einen räumRchen Abstand aufweist; die 50 dampft bzw. auf eine andere Weise aufgebracht
Schaffung einer verbesserten, dicht gepackten elek- worden sind, wird der pulverisierte Stoff aus dem
irischen Schaltungsanordnung mit elektrischen Ver- Abstandsraum zwischen Halbleiterbauteil und Subbindungen
zwischen einem planaren Halbleiterplätt- strat wieder entfernt, wobei jedoch die vorher aufchen
und einem Substrat, und schließlich die Angabe gebrachten elektrisch leitfähigen Kontaktbrücken beeines
verbesserten Überbrückungsverfahrens für elek- 55 stehenbleiben, so daß nun zwischen den Kontakten
trische Kontaktstreifen unter Einschluß eines ver- auf dem Substrat und entsprechenden Kontakten auf
besserten FüUmatrials für die Bildung von elek- dem Halbleiterbauteil elektrisch leitfähige Verbintrischen
Verbindungen zwischen einem Substrat und düngen bestehen.
einem Halbleiterbauteil. Abgesehen von dem oben prinzipiefl beschriebenen
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 60 bevorzugten Hersteflungsverfahren ermöglichen die
löst, daß bei den elektrischen Verbindungen in den erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungen die
monolithischen oder integrierten Schaltkreisanord- Herbeiführung einer dichten Packung von eleknungen
an der Oberfläche zwischen dem Halbleiter- Irischen Schaltkreisen, wobei man sich als Träger für
bauteil und der Substratplatte ein Abstand besteht die Schaltkreise oder Substrat vorzugsweise eines
und daß sich brückenförmige Kontaktstreifen von 65 keramischen IsoRerstoffes, z. B. Aluminiumoxyd, beder
Substratplattenoberfläche zur Oberfläche des dient. Die grundsätzRche Anordnung ist die, daß die
Halbleiterbauteils über den den genannten Abstand Halbleiterbauteile in einer oder mehreren Ausbildenden
Raum hinweg erstrecken. sparungen der Substratplatte so angeordnet sind, daß
5 6
die Oberfläche der Halbleiterbauteile und die Substrat- integrierten Schaltkreis, bestehend aus Silizium, wobei
Oberfläche praktisch in einer Ebene liegen. Zumindest mehrere aktive Halbleiterelemente, z. B. Transistoren
in der Höhe der Oberflächen besteht zwischen dem und Dioden, darin enthalten sind* Die Kontaktstreif en
Substrat und dem Halbleiterbauteil ein gewisser Ab- 125 bestehen vorzugsweise aus Aluminium; die
stand. Es ist eine Mehrzahl elektrisch leitender Kon- -5 planare Oberfläche des Bauteils 16 ist mit einer
taktbrücken vorhanden, die sich von Kontaktstellen schützenden Glasschicht überzogen. Metallische Konauf
der Oberfläche des Substrats zu Kontaktstellen takte fuhren zu den aus Aluminium bestehenden Konauf
der Oberfläche des Halbleiterbauteils erstrecken, taktstreifen 125 durch geeignete Löcher oder OfE-wobei
sie den genannten räumlichen Abstand zwi- nungen in der Glasschutzschicht hindurch. Auf diese
sehen Substrat- und Halbleiterbauteiloberfläche über- io Weise entstehen elektrische Kontakte mit den gebrücken,
wünschten aktiven Halbleiterzonen vom P- bzw.
Em bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung N-Leitfähigkeitstyp. Mit Hufe der genannten Metallist
in der Zeichnung dargestellt und wird im folgen- kontakte wird also zunächst eine elektrisch leitfähige
den näher beschrieben. Es zeigt Verbindung bis unmittelbar an die Oberfläche her-
Fig. IA eine vergrößerte Perspektivansicht eines 15 gestellt, wobei von dort weitere Verbindungen über
Halbleiterbauteils, der in eine Aussparung eines geeignete Kontaktstreifen oder -brücken mit anderen
Substrats eingesetzt ist, mit voneinander getrennten, Kontaktpunkten von aktiven Halbleiterelementen
elektrisch leitfähigen Kontaktstreifen auf der Substrat- oder passiven Schaltelementen, wie z. B. Wider-
und der Halbleiterbauteiloberfläche, ständen, Kapazitäten usw. herzustellen sind,
Fig. IB eine Perspektivansicht ähnlich Fig. IA 20 Auf der Oberfläche 14 des Substrats 10 sind die
mit in den Abstandsraum um den Halbleiterbauteil Kontaktstreifen 12 A durch das Aufbringen eines
herum eingefüllten SiO2-Partikeln, Metalls, z. B. Chrom, gebildet, das zunächst die ke-
Fig. IC eine Perspektivansicht ähnlich Fig. IB ramische Substanz kontaktiert; dann wird beispiels-
mit den auf die SiO2-Partikeln aufgebrachten Kontakt- weise durch Aufdampfen durch eine Maske eine
brücken, die die auf der Substrat- und Halbleiter- 25 Aluminium- oder Kupferschicht aufgebracht, die die
bauteiloberfläche befindlichen Kontakte miteinander eigentlichen- elektrisch leitfähigen Kontaktstreifen
verbinden, und bildet. Die untere Chromschicht hat eine Dicke von
Fig. ID eine Perspektivansicht ähnlich Fig. IC etwa 5000 Angstrom. Der Halbleiterbauteil 16 ist auf
von der fertigen integrierten Schaltkreisanordnung dem Substrat 10 mit Hilfe einer verbindenden Schicht
nachEntfernung derSiO2-Partikeln aus demAbstands- 30 18 befestigt, die sich auf der Bodenfläche der Ausraum
zwischen Halbleiterbauteil und Substrat, wobei sparung 20 befindet. Die Aussparung 20 kann in der
stabile Kontaktbrücken zwischen den Kontakten auf Weise gebildet werden, daß eine vorausgeschnittene
der Substrat- und der Halbleiterbauteiloberfläche be- und vorgebohrte, etwa 0,25 mm dicke Folie aus Alustehen,
miniumoxyd auf ein etwa 0,5 mm dickes Plättchen
Wir wenden uns zuerst der Fig. IA zu, durch die 35 aus Aluminiumoxyd mit Hilfe eines Mo-Mn-Binder
Ausgangszustand des erfindungsgemäßen Her- dungsprozesses miteinander verbunden wird, so daß
Stellungsverfahrens dargestellt ist. Eine Trägerplatte man eine glatte Bodenfläche für die Aussparung 20
oder Substrat 10 besteht aus irgendeinem geeigneten erhält. Auf andere Weise kann die Aussparung 20
Isolierstoff, beispielsweise aus einer Keramik oder beispielsweise auch gebildet werden, indem man die
aus Glas. Ein bevorzugter Isolierstoff für das Substrat 40 Kontur der Aussparung herauspreßt, während sich
10 ist beispielsweise Aluminiumoxyd. In einer im das keramische Material noch in seinem »grünen«,
oberen Teil des Substrats 10 angebrachten Aus- d. h. ungebackenen Zustand befindet. Wie bereits ersparung
ist ein geeignet vorfabrizierter Halbleiter- wähnt, befindet sich die Oberfläche des Halbleiterbauteil
16 eingesetzt. Auf der Substratoberfläche 14 bauteils 16 in derselben Ebene wie die Oberfläche 14
befinden sich planare, elektrisch leitfähige Kontakt- 45 des Substrats 10. In einem praktischen Ausführungsstreifen 12 A. Da der Halbleiterbauteil 16 kleiner ist beispiel betrugen die Abmessungen der Aussparung
als die genannte Aussparung, so besteht zumindest 20 etwa 1,5 X 1,5 mm, während die Tiefe der Ausan
der Oberfläche zwischen dem Halbleiterbauteil 16 sparung 20 im wesentlichen der Dicke des Halbleiterund
dem Substrat ein gewisser Abstandsraum 20. bauteils 16 einschließlich der Verbindungsschicht 18
Auch auf der Oberfläche des Halbleiterbauteils 16 50 entsprach. Die Verbindungsschicht 18 bildet man
befinden sich elektrisch leitfähige Kontaktpunkte beispielsweise durch Aufdampfen einer metallischen
bzw. -streifen 125. Die Kontaktstreifen 12^4 und Chromschicht von etwa 0,5 μ, auf die als nächstes
125 sind relativ zueinander genau ausgerichtet. In eine Goldschicht von etwa 3 μ folgt. Dabei wird das
einem praktizierten Ausführungsbeispiel wiesen die Substrat 10 aus einer Temperatur von etwa 350° C
Kontaktstreifen 12.4 und 125 eine Dicke von 55 gehalten. Die Goldmetallisierung hat den Zweck, die
etwa 1 μ und eine Breite von etwa 0,1 mm auf; der Verbindung des Halbleiterbauteils 16 mit dem Sub-Abstand
zwischen den Mittellinien zweier benach- stratlO durch die Bildung eines eutektischen Gebarter
Kontaktstreifen beträgt etwa 0,2 mm. Obwohl misches von Gold und Silizium zu erleichtern. Zuauf
dem Substrat 10 und dem Halbleiterbauteil 16 sätzlich wird noch eine etwa 2,5 μ dicke metallische
nur je neun Kontaktstreifen in Fig. IA dargestellt 60 Goldschicht auf diejenige Fläche des Halbleiterbausind,
so ist es natürlich klar, daß prinzipiell beliebig teils 16 aufgebracht, die mit dem Substrat 10 verfiele
Kontaktstreifen vorgesehen werden können. bunden werden soll, wodurch zusätzlich sichergestellt
Die Größe des Aluminiumoxyd-Substrats 10 betrug wird, daß es zur Ausbildung einer eutektischen GoId-
etwa 1X 1 cm mit einer Substratdicke von etwa Siuzium-Verbindungsschicht 18 kommt. Wenn sich
0,8 mm. Der Halbleiterbauteil 16 hatte die Abmessun- Sg die Verbindung vollziehen soll, wird ein Druck von
gen von 1,4 X 1,4 mm mit einer Dicke zwischen 0,20 300 g auf die Oberfläche des Halbleiterbauteils 16
und 0,25 mm. Beim Halbleiterbauteil 16 handelt es ausgeübt, während gleichzeitig Bauteil 16 und Substrat
sich, vorzugsweise um einen monolithischen oder 10 auf eine Temperatur über 370° C für eine Zeit-
dauer aufgeheizt werden, die ausreicht, um die Verbindungsschicht 18 zu bilden; diese gewünschte Verbindungsschicht
bildet sich bei 370° C, und es handelt sich dabei um ein Gold-Silizium-Eutektikum. Diese
aus Gold und Silizium bestehende eutektische Verbindungsschicht führt zur Ausbildung einer Verbindungszone
von einer guten Korrosionswiderstandsfähigkeit und hoher Wärmeleitfähigkeit. Zusätzlich
ist der Schmelzpunkt des Gold-Silmum-Eutektikums
(370° C) hoch genug für eine adäpuate Temperaturgrenze für die nachfolgenden Verfahrensschritte.
Der nächste Verfahrensschritt ist aus Fig. IB ersichtlich.
Ein temporärer Füllstoff 22, beispielsweise pulverisiertes Siliziumdioxyd, wird mit Hilfe einer
von irgendeinem geeigneten, kommerziell erhältlichen Vibrationsgerät erzeugten Vibrationsbewegung in den
um den Halbleiterbauteil 16 befindlichen Abstandsraum kompakt eingefüllt. Der auf dem Substrat 10
befindliche Halbleiterbauteil 16 ist also an den betreffenden Stellen von einem Wall aus pulverisiertem
Siliziumdioxyd 22 umgeben, das mit Hilfe einer geeigneten
Einebnungsvorrichtung, z. B. einer Rollenquetsche, auf die Höhe der Oberfläche des Halbleiterbauteils
16 eingeebnet wird. Der Zweck dieses eingefüllten pulverisierten Siliziumdioxyds 22 besteht
in der Schaffung einer kontinuierlichen Oberfläche zwischen dem Substrat 10 und dem Halbleiterbauteil
16 für die nachfolgende Aufbringung der. verbindenden Kontaktbrücken.
Wir wenden uns nun der F i g. 1C zu. Das pulverisierte
Siliziumdioxyd 22 hat die Aufgabe, eine Unterlage zu bilden, für die Aufdampfung einer metallischen
Schicht zwischen den Kontaktstreifen 12^4
auf dem Substrat 10 und den Kontaktstreifen 12 B auf dem Halbleiterbauteil 16. Vorzugsweise werden
die aus Aluminium bestehenden Verbindungen 12 durch Aufdampfen durch eine Molybdänmaske hindurch
aufgebracht, wobei die Maske selbstverständlich genau auf die genannten Kontaktstreifen 12^4
und 12U ausgerichtet sein muß. In einem praktizierten Ausführungsbeispiel wurden die aus dem Substrat
10 und dem Halbleiterbauteil 16 bestehenden integrierten Schaltungseinheiten in eine geeignete
Vakuumkammer gebracht, in der ein Druck in der Größenordnung von 5 bis 10 · 10~6 Torr herrschte.
Die Schaltungseinheit wurde auf einer Temperatur von etwa 300° C gehalten.
Die fertige Schältungseinheit erkennt man in Fig. ID. Inzwischen ist das in Fig. IC noch vorhandene
pulverisierte Siliziumdioxyd 22 mit Hilfe von Ultraschall ausgeblasen worden, so daß der Abstandsraum
20 nun wieder leer ist, so, wie es bereits
in Fig. IA der Fall war. Das Ausblasen des aus
Siliziumdioxyd bestehenden Füllstoffes 22 hat den Vorteil, daß man eine sehr gute Säuberung des Ab-Standsraums
20 von dem pulverisierten Füllstoff erzielt. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch völlig ohne
Einfluß auf die vorher hergestellten Kontaktbrücken 12 zwischen der Substratoberfläche 14 und der Oberfläche
des Halbleiterbauteils 16. Die Praxis hat ,gezeigt, daß es zweckmäßig ist, den pulverisierten Füllstoff
22 aus der gesamten elektrischen Schältungseinheit zu entfernen, wenn man diese in ein mit einer
Acetonlösung gefülltes Becherglas einbringt und sie dann etwa 3 Minuten lang einem Ultraschall-Reinigungsprozeß
aussetzt. Die fertige elektrische Schaltungseinheit weist dann sich selbst tragende Kontaktbrücken
auf, die erfolgreich folgenden Tests widerstanden haben: Zentriefugentests bis zu 80 000 g;
Schocktests von zehn Druckstößen bis zu 10 000 g und zyklisch wiederholte thermische Tests mit veränderlichen
Temperaturen, wobei bis zu 1000 Zyklen durchfahren wurden zwischen —40 und +150° C.
Die Partikeln des pulverisierten Siliziumdioxyds liegen bevorzugtermaßen größenordnungsmäßig bei
etwa 1 μ. Diese Partikeln können beispielsweise mit Hilfe von Zentrifugenverfahren hergestellt werden.
Solche Zentrifugenverfahren sind einem Fachmann auf diesem Gebiet an sich bekannt. Die im vorliegenden
Ausführungsbeispiel angewendeten Zentrifugenverfahren sind beispielsweise Gegenstand der deutschen
Patentanmeldungen J 22417 und J 22418 von
demselben Erfinder.
Für einen Fachmann dürfte es eine Selbstverständlichkeit sein, daß die Kontaktbrücken und Kontaktstreifen
Ϊ2 auf der Seite des Substrats 10 in verschiedener Weise weiterverbunden werden können.
Es- ist beispielsweise möglich, elektrisch leitende
Stifte zu benutzen, die durch die gesamte Dicke des Subftrats 10 hindurchreichen und die Kontaktstreifen
12 von der Oberfläche 14 des Substrats 10 an die Unterfläche des Substrats hindurchverbinden, wo
dann eine geeignete »Mutter«-Schaltungskarte vorhanden sein kann, auf die sich die Verbindungen
fortsetzen. Die auf einer solchen »Mutter«-Karte bestehenden leitenden Verbindungen können beispielsweise
als gedruckte Schaltkreise ausgeführt sein. Auf jeder »Mutter«-Karte befinden sich üblicherweise
mehrere aus Substratplatten 10 bestehende integrierte Schaltungseinheiten. Auf diese Weise- ist es
möglich, komplexe elektrische Schaltungssysteme aufzubauen, wie man sie für alle möglichen elektronischen
Geräte braucht, beispielsweise auch für Rechen- und Datenverarbeitungsanlagen. Eine andere
Technik der kompakten Schaltungsverlegung besteht beispielsweise in der Benutzung innerlich in
der Substratplatte 10 verlegter elektrisch leitendet Schichten, die nach einem vorgesehenen Plan mit den
Kontaktstreifen 12 auf der Oberfläche 14 der Sustratplatte
10 verbunden sind.
Claims (12)
1. Elektrische. Verbindungen in Schaltkreisanordnungen
zwischen auf einer Substratplatte befindlichen Kontakten und einem Halbleiterbauteil,
der iit einer Aussparung der Substratplatte so angeordnet ist, daß die Oberfläche des
Halbleiterbauteils, und die Substratoberfläche in einer Ebeneliegen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche zwischen dem Halbleiterbauteil
(16) und der Substratplatte (14) ein Abstand (20) besteht und daß sichbrückenförmige
Kontaktstreifen (12) von der Substratplattenoberfläche (14) zur Oberfläche des Halbleiterbauteils
(16) über den den genannten Abstand (20) bildenden Raum hinweg erstrecken.
2.. Verfahren zur Herstellung der elektrischen
Verbindungen ^ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nach tiem Einsetzen des Halbleiterbauteils
(16) in die Aussparung der Substratplatte (10) der den Abstand (2% bildende Raum
zwischen der Oberfläche des Halbleiterbauteils (16) und der Substratoberfläche (14) mit einem
wieder entfernbaren pulverisierten Stoff (22) an-
009 544/350
gefüllt wird, daß dann elektrisch leitende Kontaktstreifen (12) auf die Oberfläche des pulverisierten Stoffes (22) aufgebracht werden, die eine
leitende Verbindung zwischen auf der Substratoberfläche befindlichen Kontakten (12-4) und auf
der Oberfläche des Halbleiterbauteils (16) befindlichen Kontakten (12 B) herstellen, und daß
schließlich der pulverisierte Stoff (22) aus dem genannten Abstandsraum. (20) wieder entfernt
wird, so daß die vorher aufgebrachten elektrisch leitenden Kontaktstreifen diesen Abstandsraum
(20) überbrücken.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der pulverisierte-Stoff (22) aus dem genannten Abstandsraum (20) durch Ultraschall
wieder entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallbehandlung
durchgeführt wird, während sich die Substratplatte (10) mit dem darauf befindlichen Halb-
leiterbauteil (16) in einer Acetonlösung befindet.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der pulverisierte Stoff (22) aus Siliziumdioxyd besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Kontaktbrücken
(12) durch Aufdampfen von Aluminium durch eine Abdeckmaske hindurch erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 2 öder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der pulverisierte Stoff (22) unter Vibration in den Abstandsraum (20) ein-,
gefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Einfüllen des pulverisierten Stoffes (22) in den Abstandsraum (20) die Oberfläche des Füllstoffes (22) auf die Höhe der
Substratoberfläche (14) bzw. "die Höhe der Oberfläche des HalbleiterbäutMs (16) eingeebnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus
Silizium bestehender monolithischer Halbleiterbauteil (16) in einer Aussparung einer aus Aluminiumoxyd
bestehenden Substratplatte durch eine eutektische Goid-Süizium-Verbindungsschicht
(18) befestigt wird. " -
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftschicht auf die Bodenfläche
der in der Substratplatte (10) befindlichen Aussparung (20) eine dünne- Chromschicht aufgedampft
wird. ■■--.--■-
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß auf die genannte Chromschicht eine Goldschicht aufgedampft wird und daß ebenfalls
auf die Unterseite des einzusetzenden Halbleiterbauteils (16) eine· Goldschicht aufgedampft
wird und daß die eutektische Verbindungsschicht (18) durch Aufheizen des Substrats (10) und des
in die Aussparung (20) eingesetzten -Halbleiterbauteils
(16) auf über 370° C erzeugt wird, wobei zum Zweck der Herstellung der Verbindung die
Oberfläche des Halbleiterbauteils (16) mit einem geringen Druck in" der Größenordnung von
wenigen 100 g belastet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß' das Aufdampfen des Aluminiums
zum Zweck dar, Bildung der •Kontaktbrücken
(12) durch Abdeckmasken aus Molybdän erfolgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46618265 | 1965-06-23 | ||
US466182A US3325882A (en) | 1965-06-23 | 1965-06-23 | Method for forming electrical connections to a solid state device including electrical packaging arrangement therefor |
DEJ0030782 | 1966-05-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1640457B1 true DE1640457B1 (de) | 1970-10-29 |
DE1640457C2 DE1640457C2 (de) | 1976-04-15 |
Family
ID=23850828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661640457 Granted DE1640457B1 (de) | 1965-06-23 | 1966-05-07 | Elektrische Verbindungen in Schaltkreisanordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3325882A (de) |
JP (1) | JPS512792B1 (de) |
CH (1) | CH454985A (de) |
DE (1) | DE1640457B1 (de) |
FR (1) | FR1483570A (de) |
GB (1) | GB1073910A (de) |
NL (1) | NL153721B (de) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3428866A (en) * | 1965-06-23 | 1969-02-18 | Ibm | Solid state device including electrical packaging arrangement with improved electrical connections |
US3433686A (en) * | 1966-01-06 | 1969-03-18 | Ibm | Process of bonding chips in a substrate recess by epitaxial growth of the bonding material |
DE1539692A1 (de) * | 1966-06-23 | 1969-10-16 | Blume & Redecker Gmbh | Umklebevorrichtung fuer Spulen |
US3484534A (en) * | 1966-07-29 | 1969-12-16 | Texas Instruments Inc | Multilead package for a multilead electrical device |
US3461524A (en) * | 1966-11-02 | 1969-08-19 | Bell Telephone Labor Inc | Method for making closely spaced conductive layers |
US3748726A (en) * | 1969-09-24 | 1973-07-31 | Siemens Ag | Method for mounting semiconductor components |
US3753290A (en) * | 1971-09-30 | 1973-08-21 | Tektronix Inc | Electrical connection members for electronic devices and method of making same |
JPS4988563A (de) * | 1972-12-23 | 1974-08-23 | ||
US3964157A (en) * | 1974-10-31 | 1976-06-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of mounting semiconductor chips |
JPS52109289U (de) * | 1976-02-16 | 1977-08-19 | ||
US4439918A (en) * | 1979-03-12 | 1984-04-03 | Western Electric Co., Inc. | Methods of packaging an electronic device |
US4251852A (en) * | 1979-06-18 | 1981-02-17 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit package |
US5237485A (en) * | 1985-04-26 | 1993-08-17 | Sgs Microelettronica S.P.A. | Apparatus and method for improved thermal coupling of a semiconductor package to a cooling plate and increased electrical coupling of package leads on more than one side of the package to a circuit board |
US4774630A (en) * | 1985-09-30 | 1988-09-27 | Microelectronics Center Of North Carolina | Apparatus for mounting a semiconductor chip and making electrical connections thereto |
US4768077A (en) * | 1986-02-20 | 1988-08-30 | Aegis, Inc. | Lead frame having non-conductive tie-bar for use in integrated circuit packages |
GB2202673B (en) * | 1987-03-26 | 1990-11-14 | Haroon Ahmed | The semi-conductor fabrication |
FR2625067A1 (fr) * | 1987-12-22 | 1989-06-23 | Sgs Thomson Microelectronics | Procede pour fixer sur un support un composant electronique et ses contacts |
USRE35385E (en) * | 1988-12-12 | 1996-12-03 | Sgs-Thomson Microelectronics, Sa. | Method for fixing an electronic component and its contacts to a support |
USRE35578E (en) * | 1988-12-12 | 1997-08-12 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method to install an electronic component and its electrical connections on a support, and product obtained thereby |
JPH02306690A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Toshiba Corp | 表面実装用配線基板の製造方法 |
US5605863A (en) * | 1990-08-31 | 1997-02-25 | Texas Instruments Incorporated | Device packaging using heat spreaders and assisted deposition of wire bonds |
DE19914718B4 (de) * | 1999-03-31 | 2006-04-13 | Siemens Ag | Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Mehrzahl von Leuchtdiodenelementen mit integrierten Kontakten |
DE19964471B4 (de) * | 1999-03-31 | 2013-02-21 | Osram Ag | Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Leuchtdioden |
US6882044B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-04-19 | Agilent Technologies, Inc. | High speed electronic interconnection using a detachable substrate |
US7343758B1 (en) * | 2004-08-09 | 2008-03-18 | Continental Carbonic Products, Inc. | Dry ice compaction method |
DE102006009723A1 (de) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen und planaren Kontaktieren einer elektronischen Vorrichtung und entsprechend hergestellte Vorrichtung |
WO2011129130A1 (ja) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | 古河電気工業株式会社 | 基板および基板の製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3169892A (en) * | 1959-04-08 | 1965-02-16 | Jerome H Lemelson | Method of making a multi-layer electrical circuit |
US3098951A (en) * | 1959-10-29 | 1963-07-23 | Sippican Corp | Weldable circuit cards |
US3235428A (en) * | 1963-04-10 | 1966-02-15 | Bell Telephone Labor Inc | Method of making integrated semiconductor devices |
-
0
- FR FR1483570D patent/FR1483570A/fr not_active Expired
-
1965
- 1965-06-23 US US466182A patent/US3325882A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-05-07 DE DE19661640457 patent/DE1640457B1/de active Granted
- 1966-06-07 GB GB25227/66A patent/GB1073910A/en not_active Expired
- 1966-06-10 CH CH845366A patent/CH454985A/de unknown
- 1966-06-22 NL NL666608622A patent/NL153721B/xx not_active IP Right Cessation
-
1969
- 1969-10-29 JP JP44086151A patent/JPS512792B1/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1073910A (en) | 1967-06-28 |
NL153721B (nl) | 1977-06-15 |
US3325882A (en) | 1967-06-20 |
JPS512792B1 (de) | 1976-01-28 |
NL6608622A (de) | 1966-12-27 |
FR1483570A (de) | 1967-09-06 |
CH454985A (de) | 1968-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1640457B1 (de) | Elektrische Verbindungen in Schaltkreisanordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1640457C2 (de) | ||
DE69420917T2 (de) | Verfahren, um gestapelte Halbleiterchips zusammenzuschalten und Bauelement | |
DE60010505T2 (de) | Festelektrolytkondensatoren und deren herstellungsverfahren | |
DE3786914T2 (de) | Verfahren zum herstellen einer integrierten schaltungspackungsstruktur. | |
WO2005041295A2 (de) | Halbleitermodul mit gehäusedurchkontakten | |
DE10235332A1 (de) | Mehrlagiger Schaltungsträger und Herstellung desselben | |
EP1716595A2 (de) | Halbleiterbauteil mit einem stapel aus halbleiterchips und verfahren zur herstellung desselben | |
DE10137184A1 (de) | Elektronisches Bauteil mit einem Kunststoffgehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung | |
WO2012079927A1 (de) | Gehäustes elektrisches bauelement | |
DE4008624A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer hybriden halbleiterstruktur und nach dem verfahren hergestellte halbleiterstruktur | |
DE3042085A1 (de) | Halbleiterplaettchen-montageaufbau und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102005043557A1 (de) | Halbleiterbauteil mit Durchkontakten zwischen Oberseite und Rückseite und Verfahren zur Herstellung desselben | |
WO2004100261A2 (de) | Halbleiterwafer, nutzen und elektronisches bauteil mit gestapelten halbleiterchips, sowie verfahren zur herstellung derselben | |
DE102006024147B3 (de) | Elektronisches Modul mit Halbleiterbauteilgehäuse und einem Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE69718223T2 (de) | Massenspeicher und Herstellungsverfahren dafür | |
EP0006444B1 (de) | Vielschichtiges, dielektrisches Substrat | |
EP0183910A2 (de) | Verfahren zur Herstellung verformbarer Vielfach-Verbindungen für den elektrischen Anschluss mikroelektronischer Bauelemente und nach diesem Verfahren hergesttellte Vielfachverbindungen | |
DE2443245A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer multichip-verdrahtung | |
DE3134680A1 (de) | "keramisches mikro-einkapselungsgehaeuse fuer elektronische schaltungen" | |
WO2001097285A2 (de) | Elektronisches bauteil aus einem gehäuse und einem substrat | |
DE19846662A1 (de) | Elektronisches Modul, insbesondere Multichipmodul mit einer Mehrlagenverdrahtung und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2303158A1 (de) | Verfahren zur herstellung von anschlussplatten | |
DE1289187B (de) | Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Schaltungsanordnung | |
DE19710375C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von räumlich strukturierten Bauteilen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |