DE2259133A1 - Verfahren zum kontaktieren einer halbleiteranordnung - Google Patents

Verfahren zum kontaktieren einer halbleiteranordnung

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Description

Licentia "atent-Verwaltungs-GmbH
6 Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
Heilbronn, den 20.11.1972 PT-La/sr - HN 72/55
"Verfahren zum Kontaktieren einer Halbleiteranordnung"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren einer Halbleiteranordnung mit mehreren Kontaktstellen mittels Kontaktstreifen.
Ein solches Verfahren ist bereits bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Kontaktierungsblech in Kontaktstreifen bzw. Kontaktfinger aufgeteilt, die lediglich an den den Kontaktierungsstellen abgewandten Enden zusammenhängen. Anschließend werden die Kontaktstreifen' mit ihren nicht zusammenhängenden Enden auf die Kontaktstellen der zu kontaktierenden Halbleiteranordnung einjustiert und mit den Kontaktstellen durch Löten oder Schweißen verbunden. Nach dem Löten oder Schweißen werden die noch an einem Ende zusammenhängenden Kontaktstreifen voneinander ganz getrennt.
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Dieses bekannte Verfahren hat den. Nachteil, daß die Einjustierung der Kontaktstreifen auf die einzelnen Kontaktstellen sowie die Kontaktierung selbst Schwierigkeiten bereiten. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die einzelnen Kontaktstellen nur einen sehr geringen Abstand voneinander haben, der beispielsweise unter 100 /Um liegt. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß auf die Kontaktstellen ein zusammenhängendes Kontaktierungsblech aufgebracht und mit den Kontaktstellen elektrisch leitend verbunden wird und daß dieses Kontaktierungsblech zumindest im Kontaktierungsbereich erst nach dem Kontaktieren in voneinander getrennte Kontaktstreifen aufgeteilt wird.
Unter dem Begriff Kontaktierungsblech soll jedes geeignete Kontaktierungsmaterial in Blech- oder Streifenform verstanden werden. Für das Verfahren nach der Erfindung ist ein Kontaktierungsblech vorgesehen, welches beim Kontaktieren entweder überhaupt noch nicht oder derart geschlitzt ist, daß es zumindest im Kontaktierungsbereich zwischen den Kontaktstellen ungeschlitzt und damit zusammenhängend ist.
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Die Erfindung findet mit Vorteil bei in.tegriert.en Schalt^- kreisen und vor allem bei komplexen Schaltkreisen Anwe.n- . dung. Durch die Erfindung wird nicht nur die .Kontaktierung ■. von sehr eng benachbarten Kontaktstellen erleichtert bzw. sogar erst ermöglicht, sondern es wird auch eine hohe Kontaktierdichte erzielt. Ein weiterer Vorteil der Er- . findung besteht darin, daß sie neben der-Löttechnik auch die Anwendung der günstigeren Schweißtechnik ermöglicht. Außerdem gestattet die Erfindung eine Vollautomatisierung des Kontaktierens von komplexen Schaltkreisen.
Das Auftrennen des Kontaktierungsbleches nach dem Kontaktieren in einzelne Kontaktstreifen, "auch Kontaktfinger genannt, erfolgt beispielsweise durch eine Laser- oder Elektronenstrahlbehandlung. Das Kontaktierungsblech wird mit den Kontaktierungsstellen beispielsweise verlötet oder verschweißt'. Ein Elektronenstrahl ist bekanntlich; dasjenige physikalische Instrument, welches bei kleinsten Dimensionen anwendbar ist. Zudem besteht die Möglichkeit, durch präzise Steuerung bzw* durch elektromagnetische. Ablenkung des Elektronenstrahls komplizierte Arbeitsprozesse zu automatisieren. Bei kleinerer Strahlenenergie erfolgt keine Materialverdampfung sondern lediglich eine Verschweißung der miteinander zu verbindenden Materialien.
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Der Laserstrahl, der eine wesentlich größere Wellenlänge aufweist als der Elektronenstrahl, erlaubt zwar nicht
die Bearbeitung so kleiner Dimensionen wie der Elektronenstrahl, doch sind die mit einem Laserstrahl bearbeitbaren Dimensionen immerhin noch in der Größenordnung von 1 Aim
und damit klein genug, um auch mit Laserstrahlen in Verbindung mfilt der Erfindung einen wesentlichen technischen
Fortschritt gegenüber bekannnten Techniken herbeizuführen. Im Gegensatz zum Elektronenstrahl erfordert der Laserstrahl kein Vakuum, was eine einfachere Arbeitsweise ermöglicht und weniger apparativen Aufwand erfordert.
Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen näher erläutert. v
Die Figur 1 zeigt die Kontaktierung einer integrierten
Schaltung mit Hilfe eines Kontaktierungsbleches nach der Erfindung. Die zu kontaktierende Schaltung besteht aus dem Halbleiterplättchen 1, in dem sich die einzelnen Schaltelemente befinden. Auf der Oberfläche des Halbleiterplättchens befinden sich die zu kontaktierenden Kontaktflecken bzw. Elektroden 2, Die Kontaktierung der Kontaktflecken 2 und damit der integrierten Schaltung erfolgt mit Hilfe eines Kontaktierungsbleches 3» bei dem die Bereiche k und 5 zu
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·· 5 —
unterscheiden sind. Wie,die Figur 1 zeigtj ist der Bereich 4 gegenüber dem Bereich 5 verbreitert und im Gegensatz zum Bereich 5 vor dem Kontaktieren bereits mit Schlitzen 6 ver-sehen. Da der Bereich 4 breiter als der Bereich 5 i-st und im Gegensatz.zum Bereich 5 nicht zur unmittelbaren Kontaktierung der sehr eng benachbarten Kontaktflecken 2 dient, können die Schlitze 6 im Bereich 4 des Kontaktierungsbleches wesentlich breiter als im Bereich 5*ausgebildet werden und z. B. durch Ausstanzen, bereits vor dem Kontaktieren hergestellt werden·
Im Gegensatz zum Bereich 4 ist der Bereich 5 des Kontaktie-· rungsbleches 3 vor dem Kontaktieren noch ungeschützt und damit zusammenhängend beziehungsweise noch nicht in Kontaktfinger aufgeteilt. Der zunächst, noch zusammenhängende Bereich 5 wird zur Kontaktierung auf die Kontaktflecken 3 einfach aufgelegt und mit den Kontaktflecken verlötet oder verschweißt. Da der Bereich 5 des Kontaktierungsbleches 3 im Gegensatz zum Bereich 4 vor der Kontaktierung nicht geschlitzt ist, sind bei der Kontaktierung im Kontaktierungsbereich noch keine Kontaktfinger vorhanden* Dadurch wird v aber die Kontaktierung wesentlich erleichtert j da bei" einem zusammenhängenden Blech eine Einjustierung von"sehr .schmälen
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Kontaktfingern auf extrem eng benachbarte Kontaktflecken nicht erforderlich ist. Nach der Erfindung ist vielmehr lediglich eine Einjustierung des ungeschlitzten Bereiches auf den Gesamthereich der Kontaktflecken 2 erforderlich, was wesentlich einfacher vorzunehmen ist als eine Einjustierung von wesentlich schmaleren Kontaktfingern· Die Aufteilung des Bereiches 5 in die im Bereich 4 bereits vor dem Kontaktieren vorhandenen Kontaktfinger 7 erfolgt gemäß der Erfindung erst nach dem Kontaktieren. Die Kontaktfinger 7 irö Bereich 5 des Kontaktierungsbleches 3 werden beispielsweise durch eine Laser- oder Elektronenstrahlbehandlung hergestellt* und zwar entlang der Linien 8. Das Kontaktierungsblech besteht im allgemeinen aus Metall.
Nach dem Kontaktieren und nach dem Aufteilen des Bereiches in Kontaktfinger 7 müssen die Kontaktfinger schließlich noch im Bereich k völlig voneinander getrennt werden, und zwar durch einen Schnitt längs den Linien 9t Nach dem völligen Auftrennen des Kontaktierungsbleches in voneinander getrennte Kontaktfinger ist das Kontaktieren nach der Erfindung beendet. Wie bereits erwähnt, kann nach der Erfindung zum Kontaktieren entweder ein völlig ungeschlitztes Kontaktierungsblech oder ein Kontaktierungsblech verwendet werden, welches bereits teilweise vorgeschlitzt ist» Ve* sentlich an der Erfindung ist in jedem Fallt daß die
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Aufteilung in Kontaktfinger im Bereich der zu kontaktierenden Stellen erst nach dem Verbinden des Kontakt!erungsbleches mit den Kontaktstellen erfolgt.
Während beim Kontaktieren einer Halbleiteranordnung gemäß der Figur 1 für die links auf dem Halbleiterplättchen befindlichen Kontaktflecken 2 und für die rechts auf dem Halbleiterplättchen 1 befindlichen Kontaktflecken 2 getrennte Kontaktierungsbleche 3 verwendet werden, zeigt die Figur 2 eine Kontaktierung nach der Erfindung, bei der zur Kontaktierung der beiden Seiten einer integrierten Schaltung eine- gemeinsames Kontaktierungsblech 3 vorgesehen ist, welches in der Mitte eine Aussparung 10 aufweist. Auch bei diesem Kontaktierungsblech sind die Bereiche k bereits vorgeschlitzt, d. h. mit Aussparungen versehen, während die zur unmittelbaren Kontaktierung vorgesehenen Bereiche 5 ungeschlitzt sind. Die Figur 2 zeigt das Kontaktierungsblech 3 vor der Kontaktierung. Nach dem Kontaktieren des in der Figur 2 nicht dagesteilten Halbleiterplättchens werden die Bereiche 5 ebenfalls geschlitzt und anschließend Schnitte in den Bereichen.·"'^ längs den gestrichelt eingezeichneten Schnittlinien 9 hergestellt, wodurch die einzelnen. Kontaktstreifen 7 völlig voneinander getrennt werden.
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Bei der Kontaktierung nach der Figur 3 erfolgt nicht nur . wie bei der Figur 1 eine zweiseitige, sondern eine allseitige Kontaktierung des Halbleiterplättchens durch vier Kontaktbleche 3·
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird beispieleweise durch die Figur 4 verdeutlicht. Während bei der bekannten Kontaktfingerkontaktierung eine Fehljustierung in den meisten Fällen erhelbiche Konsequenzen hat, kann, wie die Figur 4 zeigt, nach der Erfindung eine gewisse Fehljustierung in Kauf genommen werden, da auch bei einer nicht zu großen Fehljustierung das Kontaktierungsblech mit den zu kontaktierenden Stellen verlötet oder verschweißt werden kann und erst danach in einzelne Kontaktfinger aufgeteilt wird.
Der Laser- oder Elektronenstrahl kann durch einen programmierten Rechner so gesteuert werden, daß er nacheinander gemäß der Figur 5 die Schweiß- oder Lötkontakte mit den Kontaktflecken 2 sowie die Trennlinien 8 zur Herstellung der Kontaktfinger 7 herstellt. Der Laser- oder Elektronenstrahl muß zur K ntaktierung zunächst längs den gestrichelt eingezeichneten Linien 11 und zur Trennung der Kontaktfinger 7 anschließend längs den ebenfalls gestrichelt eingezeichneten Linien 8 gefahren werden. Es ist aber auch möglich,
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einen Laser·- oder Elektronenstrahl in mehrere Strahlen aufzuteilen, und den Abstand der Teilstrahlen durch Einstellen geeigneter Atjlenkmittel für jedes Halbleiterplättchen speziell herzustellen. Dadurch wird eine wesentliche Reduzierung des Zeitablaufs erzielt.
Der Auflöt- oder Aufschweißprozess kann im selben Arbeitsgang wie der Trennvorgang erfolgen, und zwar beispielsweise mittels Laser- oder Elektronenstrahlen. Ob nur geschweißt bzw. gelötet oder getrennt bzw. geschlitzt wird, hängt bei einer Strahlenbehandlung nur von der jeweiligen Strahlenenergie ab, was' elektrisch gesteuert werden kann. Wie bereits zum Ausdruck gebracht, sind in der Figur 5 die Linien die Lot- oder Schweißbahnen zur Kontaktierung und die Linien die Trennbahnen.
Die Figuren 6 bis 9 befassen sich mit der Verbindungtechnik von einzelnen Halbleiterplättchen zu Hybridschal.tkreisen. Die gegenseitige Kontaktierung der einzelnen Halbleiterplättchen erfolgt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Figur 6 zeigt vier nach der Hybridtechnik miteinander zu verbindende Halbleiterplättchen 12, 13» I^ und 15 auf einem gemeinsamen Substrat l6. Das gemeinsame Substrat l6 besteht
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beispielsweise aus einer Keramikplatte. Auf den einzelnen Halbleiterplättchen befinden sich die miteinander zu verbindenden Kontaktierungsstellen 2. Da die Lage der Halbleiterplättchen zueinander genau eingehalten werden muß, erfolgt ilir Auflöten auf das gemeinsame Substrat beispielsweise mit Hilfe einer Schablone, die geeignete Aussparungen zur Aufnahme der Halbleiterplättchen auf· weist.
Die Figur 7 zeigt das zur Kontaktierung der Hybridschaltung nach der Erfindung vorgesehene Kontaktierungsblech J, Das Kontaktierungsblech 3 ist wiederum teilweise vorgeschlitzt, während die Bereiche 5 ungeschlitzt und damit noch zusammenhängend sind. Die Bereiche 5 des Kontaktierungsblech.es dienen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen zur unmittelbaren Kontaktierung der Kontaktierungsstellen· Eine Aufteilung der Bereiche 5 in Kontaktfinger 7 erfolgt ebenfalls erst nach der Kontaktierung. Die bereits vor der Kontaktierung vorhandenen Schlitze sind in der Figur 7 mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet.
In der Figur 8 ist das Kontaktierungsblech 3 bereits auf die aus der Keramikplatte l6 und den Halbleiterplättchen 12, 13, lk und 15 bestehende Hybridschaltung aufgelegt und
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mit den Kontaktflecken 2 verlötet. Wie die Figur'8 weiter erkennen läßt, ist das KontaktierungsbLeeh zudem nach dem Kontaktieren längs .. den Trennlinien 8. geschlitzt worden, so daß die Kontaktstreifen 71 die die einzelnen Halbleiter- , plättchen miteinander ve.rbinden, bereits weitgehend voneinander getrennt sind und nur noch am Rand des Kontaktierungsbleches zusammenhängen* Um die Kontaktfinger auch noch am Rand des Kontaktierungsbleches völlig voneinander zu trennen, erfolgen schließlich noch Schnitte längs den gestrichelt ■ . . eingezeichneten Linien 9· Pie fertige Hybridschaltung zeigt die Figur 9· Sowohl das Kontaktieren als auch das Trennen der Koiitaktfinger bzw. Kontaktstreifen nach der Kontaktierung im Kontaktierungsbereich längs den Trennlinien 8 (Fig. 8) erfolgt vorzugsweise wieder durch eine Laser- bzw* Elektronenstrahlbehandlung. ■ · ,
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Claims (5)

  1. ν
    Pat entansprüche
    J ft<
    A )y Verfahren zum Xontaktieren einer Halbleiteranordnung mit mehreren Kontaktstellen mittels Kontaktstreifen',""da-"" durch gekennzeichnet, daß auf die Kontaktstellen ein zusammenhängendes Kontaktierungsblech aufgebracht und mit den Kontaktstellen elektrisch leitend verbunden wird und daß dieses Kontaktierungsblech zumindest im Kontaktierungsbereich erst nach dem Kontaktieren in voneinander getrennte Kontaktstreifen aufgeteilt wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bereits mit Schlitzen versehenen Kontaktierungsbleches, welches jedoch im Dereich der Kontaktstellen zusammenhängend ist.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftrennen des Kontaktierungsbleches nach dem Kontaktieren in einzelne Kontaktstreifen durch eine Laser- oder Elektronenstrahlbehandlung erfolgt.
  4. 4) Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktierungsblech durch Löten oder
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    Schweißen mit den Kontaktierungsstellen der Halbleiteranordnung verbunden wird.
  5. 5) Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis k zur gegenseitigen Verbindung von auf einem gemeinsamen Substrat befindlichen integrierten Schaltkreisen zu einem Hybridschaltkreis.
    k ü i) 8 ':'/» / U :) 2 B
    Leerseite
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