DE2630269A1

DE2630269A1 - Verbindungsband fuer warmpressverbindungen bei halbleiterbausteinen, sowie das zugehoerige herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE2630269A1
Application number: DE19762630269
Authority: DE
Inventors: Carmen D Burns
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1976-07-06
Publication date: 1977-01-27
Also published as: FR2317853A1; JPS5210076A; GB1522408A; FR2317853B1; BR7603581A; JPS6053463B2; CA1052912A

Description

NEUER WALL 10 TELEFON 24 00 56

Patentanwalt Franz Werdermann,2 Hamburg 36, Neuer Wal110

N 76032 DH

National Semiconductor Corp. 2900, Semiconductor Drive Santa Clara, Kalif.,V,St.A.

Verbindungsband für Warmpreßverbindungen bei Halbleiterbausteinen, sowie das zugehörige Herstellungsverfahren.

I¹Ur die vorliegende Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden US-Anmeldung Serial-No 595 477 vom 7.7.1975 in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsband, sowie das zugehörige Herstellungsverfahren, für gruppenweise auszuführende Warmpreßverbindungen an einem ersten und einem zweiten Leitermuster, wobei das Verbindungsband eine Reihe von metallischen Verbindungsleitermustern trägt, die eine Vielzahl bandförmiger, metallischer Leiter jeweils einschließen, die sich vom mittigen Teil des genannten Leitermusters bis zu einem äußeren Bereich desselben erstrecken und eine elektrisch isolierende Trägerstruktur einschließen, die eine Vielzahl der genannten bandförmigen, metallischen Leiter in einem zwischen dem äußeren und dem mittigen Bereich des genannten Leitermusters liegenden Gebiet miteinander verbindet.

Bisher sind Verbindungsbänder für Warmpreßverbindungen mit einer

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ORIGINAL INSPECTED

Reihe von auf diesen Bändern ausgebildeten Verbindungsleitermustern bei automatisch arbeitenden Einrichtungen zur gruppenweisen Ausführung von Warmpreßverbindungen zur Verbindung der einzelnen Halbleiterplättchen mit den inneren Enden der einzelnen Leitermuster und zur anschließenden Verbindung der äußeren Bereiche der Verbindungsleitermuster mit einer Leiterrahmenstruktur eingesetzt wordenο

Nach einem vorbekannten Verfahren zur Herstellung des Verbindungsbandes zur Ausführung der Warmpreßverbindungen wird ein O₅127 mm starkes Band aus Polyimid auf einer Seite mit einer Klebeschicht von 0,0127 mm Stärke überzogen. Das beschichtete Band wird sodann gestanzt, um zwei Reihen äußerer Führungsdurchbrüche für Führungsstachelräder zu schaffen, und sodann im mittigen Bereich ausgestanzt, um Ausnehmungen im mittigen Bereich des jeweiligen Verbindungsleitermusters zur Aufnahme des Halbleiterplättchens zu erhalten. In das Band wird ebenfalls eine ringförmige Anordnung von Durchbrüchen im Bereich der äußeren Leiterverbindung eingestanzt, um die Abtrennung des Verbindungsleitermusters zum Zeitpunkt der Ausführung der äußeren Leiterverbindung an der Leiterrahmenstruktur zu erleichtern. Ein Kupferblech von 0,033 bis 0,0365 mm Stärke wird warm auf dem mittigen Bereich der Klebeschicht aufgewalzt, um eine mehrlagige Bandstruktur zu schaffen. Das Kupferblech wird mit einer Fotoresistschicht überzogen und über eine Maskierung belichtet, die jedem der einzelnen Leitermuster entspricht, wobei diese Maskierung über die genannten, eingestanzten Führungsdurchbrüche ausgerichtet wird. Dann wird das belichtete, mehrlagige Band entwickelt und einer Ätzung zur Ausbildung der Verbindungsleitermuster im Kupferblech unterzogen.

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Das so erhaltene Verbindungsband wird durch eine erste, automatisch arbeitende Warmpreßeinrichtung geleitet, wo die inneren Enden der einzelnen Verbindungsleiter durch einen Warmpreßvorgang mit Verbindungskappen auf den Halbleiterplättchen verbunden werden» Bei diesem ersten Verbindungsschritt wird das Halbleiterplättchen zum Verbindungsband übergeleitet. Dann wird das Verbindungsband einer zweiten, automatisch arbeitenden Warmpreßeinrichtung zugeleitet, wo die einzelnen Verbindungsleitermuster von dem Band getrennt und durch einen Warmpreßvorgang an ihren äußeren Enden mit den inneren Enden eines Leitermusters, wie beispielsweise einer Leiterrahmenstruktur, einer gedruckten Schaltungsplatine oder einer flexiblen Verbindungsleiterschaltung verbunden werden_e

Ein Nachteil diese ersten Verfahrens zur Herstellung eines Verbindungsbandes für automatisch auszuführende Warmpreßverbindungen lag darin, daß die Verbindungsleitermuster nach den gestanzten SHihrungsdurchbrüchen für die Stachelräder ausgerichtet waren und keine unbenutzten oder unbeanspruchten Durchbrüche beim Einsatz in der Warmpreßeinrichtung mehr sind.

Nach einem zweiten Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsbandes für gruppenweise und automatisch auszuführende Warmpreßverbindungen wird ein Polyimid-Überzug von 0,0127 mm Stärke auf einer Seite eines 0,033 bis 0,0365 mm starken, kupfernen Hauptbandes von 17,78 cm Breite ausgeformt. Anschließ end..-wird das Hauptband auf beiden Seiten mit einer Potoresistschicht überzogen. Dann wird das Hauptband gleichzeitig auf beiden Seiten mit verschiedenen Mustern einer Lichtstrahlung belichtet; auf der Kupferseite des Hauptbandes erfolgt eine Belichtung für parallele Reihen einzelner

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Verbindungsleitermuster und parallele Reihen von Pührungsdurchbrüchen, \rohingegen die Polyimidschicht mit solchen Mustern belichtet wird, die parallel angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme vom Halbleiterplättchen, Führungsdurchbrüchen für Führungsstachelräder und ringförmigen Anordnungen von Durchbrüchen im Bereich der Trennungslinie im Gebiet der äußeren Leiterverbindungen der einzelnen Leitermuster entsprechen. Anschließend erfolgt eine Atzung auf der Seite der Polyimidschicht, um die Ausnehmungen für die Halbleiterplättchen, die Führungsdurchbrüche und die äußeren Durchbrüche, um die Leitermuster herum, zu schaffen₀ Als nächstes erfolgt eine Ätzung auf der Kupferseite zur Schaffung der Verbindungsleitermuster und der Muster der Führungsdurchbrüche. Das daraus resultierende Hauptband wird in eine Vielzahl von Verbindungsbändern aufgetrennt und in einer automatisch wirkenden Warmpreßeinrichtung in der oben beschriebenen Weise eingesetzt=

Ein Nachteil dieses letzteren Herstellungsverfahrens für das Verbindungsband liegt darin, daß einige der geätzten Führungsdurchbrüche beim Auftrennschritt bereits beansprucht werden, so daß einige der Führungsdurchbrüche bei den Teil- oder Verbindungsbändern nicht mehr völlig neu oder unbeanspracht beim Einsatz in der Warmpreßeinrichtung sind. Auch sind die im Hauptband ausgebildeten Muster nicht in bezug auf das Verbindungsband ausgerichtet, und so können sich Abstandsfehler auf der Länge der entstandenen Verbindungsbänder ansammelnc

Daher ist es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsbandes für automatisch und gruppenweise auszuführende Warmpreßverbindungen zu schaffen, das unbeanspruchte

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Führungsdurchbrüche ergibt und somit eine Verbesserung in der Ausrichtung der einzelnen Verbindungsleitermuster zu ihren entsprechenden Führungsdurchbrüchen bietete

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verbindungsband für Warmpreßverbindungen und sein zugehöriges Herstellungsverfahren für eine verbesserte Ausrichtung der Verbindungsleitermuster und Führungsdurchbrüche zu schaffen.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene, erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für Verbindungsbänder ist dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt der Bildung einer ersten Reihe von Führungsdurchbrüchen an den seitlichen Rändern eines langgestreckten Hauptbandes umfaßt, daß eine Reihe der genannten metallischen Verbindungsleitermuster auf dem genannten Hauptband ausgebildet wird, daß eine zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen auf dem genannten Hauptband zur Festlegung der genannten Verbindungsleitermuster in derjenigen V/armpreß einrichtung ausgebildet wird, in der das genannte Verbindungsband zur gruppenweise auszuführenden Warmpreßverbindung der Halbleiterschaltungsbausteine eingesetzt wird, daß die Anordnung der jeweiligen Führungsdurchbrüche der genannten zweiten Reihe auf die Anordnung der jeweiligen Reihe der Verbindungsleitermuster ausgerichtet wird, und daß die Anordnung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen und der genannten Reihe von Verbindungsleiterraustern auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrüchen ausgerichtet wird.

Nach einem Merkmal der Erfindung wird also eine erste Reihe von

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Führungsdurchbrüchen an den seitlichen RLndsrn des Hauptbandes ausgebildet. Diese ersten Führungsdurchbrüche werden zur Ausrichtung der Anordnung der verschiedenen Verbindungsleitermuster und einer zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen verwendet, die in der V/armpreß einrichtung zur Ausrichtung der einzelnen Verbindungsleitermuster in bezug auf das Halbleiterplättchen eingesetzt werden. Die zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen ist auf die entsprechenden Verbindungsleitermuster über eine Maskierung ausgerichtet, die bei der Ausbildung der entsprechenden Führungsdurchbrüche und Verbindungsleitermuster Verwendung findet.

liach einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein fotolithografisches Verfahren _Zur Ausbildung der Verbindungsleitermuster und ihrer entsprechenden Reihen von Führungsdurchbrüchen angewendet. Sine für die "belichtung der Fotoresistschicht auf dem Hauptband verwendete Maskierung v/ird über Führungsdurchbrüche für Stachelräder in diesem letzteren 3and ausgerichtet. Die Maskierung dient zur Ausrichtung entsprechender Gruppen von Führungsdurchbrüchen gegenüber den entsprechenden Verbindungsleitermustern_o

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden genauen Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf ein metallisches Hauptband, zur Darstellung paralleler Reihen elektrisch isolierender Trägerstrukturen, die auf dieses Hauptband aufgebracht worden sind,

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Fig. 2: eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Anordnung nach Fig. 1, der dort durch die Linie 2-2 eingegrenzt wird,

Figo 3: eine Draufsicht wie nach Fig. 1 zur Darstellung der Belichtung des mit einer Fotoresistschicht überzogenen metallischen Hauptbandes mit denjenigen Lichtstrahlungsmustern, die den einzelnen Verbindungsleitermustern und Mustern der Führungsdurchbrüche entsprechen,

Fig. 4·: eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Anordnung nach Fig. 3, der dort durch die Linie 4—4 eingegrenzt wird,

Fig. 5^: eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Anordnung nach Figo 3» eier dort durch die Linie 5-5 eingegrenzt wird,

Fig. 6: eine Draufsicht auf eines der einzelnen Verbindungsbänder mit Verbindungsleitermustern für die Ausführung von Warmpreßverbindungen, nach der Abtrennung vom Hauptband gemäß Fig. 3,

Fig. 7s eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Anordnung nach Fig. 6, der dort durch die Linie 7-7 eingegrenzt wird,

Fig_o 8s eine vergrößerte, senkrechte Schnittansicht eines Teils der Verbindungsleiterstruktur nach Fig. 7, die mit einem

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Halbleiterplättchen und einem äußeren Leiterrahmen verbunden ist,

Fig. 9: eine senkrechte Schnittansicht eines Halbleiterplättchens, das mit einem ersten Verbindungsleitermuster verbunden ist, das seinerseits mit einem zweiten umgebenden Verbindung si eitermust er nach Fig. 10 verbunden ist, und

Figo 10: eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Verbindungsbandes nach der Erfindung.

Es wird nunmehr auf Figo 1 und Fig. 2 bezug genommen, demnach wird eine Rolle von 30A-,80 m (1000 Fuß) Länge eines gewalzten Kupferbleches mit einem Gewicht von 337 g/m oder einer Stärke von 0,033 bis 0,0365 mm in Breiten von 70 mm zertrennt, um das Hauptband 11 aus Kupfer zu schaffen. Das kupferne Hauptband 11 ist vorzugsweise mit Kupferphosphat oder anderen Materialien unter Einsatz herkömmlicher Verfahren beschichtet worden, um die Haftung bei anschließend auf das kupferne Hauptband 11 aufzubringenden organischen Kunststoffen zu verbessern. An seinen einander gegenüberliegenden seitlichen Rändern entlang werden in das kupferne Hauptband 11 Führungsdurchbrüche 12 eingestanzt, die als Durchbrüche zur Ausrichtung eingesetzt werden. Die Führungsdurchbrüche 12 sind in Abständen von 3,8 cm auf der ganzen Länge des kupfernen Hauptbandes 11 angebracht. Anschließend wild das kupferne Hauptband 11 angelassen und sodann gereinigte

Ein Muster aus elektrisch isolierenden Tragerstrukturen 13, beispielsweise in der Form von Trägerringen, wird sodann, beispielsweise durch Siebdruck, auf eine Seite des kupfernen Hauptbandes 11 aufge-

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bracht. Bei dem Siebdruckvorgang v/erden die IPührungsdurchbrüche als Durchbrüche für die Ausrichtung des Siebdruckmusters eingesetzt, um die richtige Orientierung des Musters der Tragerstrukturen 13 sicherzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel des Siebdruckschrittes des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die Tragerstrukturen 13 über ein Siebdruckmuster von 7_}62 χ 7»62 cm Größe aufgebrachte Diese Tragerstrukturen 13 werden bis zu einer Stärke zwischen 0,0127 und 0,0508 mm aufgetragene Der elektrisch isolierende Werkstoff für die Beschichtung sollte Warmpreßtemperatur en von etwa 400 ⁰C für etwa 0,1 s ertragen können und eine Verarbeitungszeit von vier Stunden bei 25 ⁰C aufweisen und ferner bei Schichtstärken von 0,0127 bis 0,0^08 mm biegsam bleiben und die Eigenschaften eines guten Dielektrikums aufweisen,, Geeignete elektrisch isolierende Trägerwerkstoffe schließen warmaushärtende und thermoplastische Kunststoffe ein. Die warmaushärtenden Kunststoffe umfassen cyclo-alaphatische Kunststoffe mit Anhydrid-Aushärtung, Bisphenol mit niedrigem Molekulargewicht und Anhydrid-Aushärtung, sowohl cyclo-alaphatisches Disphenol,als auch Disphenol mit niedrigem Molekulargewicht, beide mit Phenol-Aushärtung, ferner Silikonmaterial, wie beispielsweise Silanol und Vinyl mit Siloxan, das mit einem SIH-Siloxan aushärtet, Polyimid, Polyamid, Gemische von Polyimid und Polyamid, Phenolharze und Diallylphtalat mit Peroxid-Aushärtung„ Geeignete thermoplastische Werkstoffe umfassen Polysulfon, Polykarbonat und ABS» Der Einsatz dieser Werkstoffe sollte mit den Temperaturen vereinbar sein, die bei den nachfolgenden Warmpreßvorgängen auftreten. Daher sind für Warmpreßverbindungen, wo Temperaturen von etwa 4-50 ⁰O anzutreffen sind, die oben erwähnten Epoxy- und Polyimid-Werkstoffe am besten geeignet.

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Bin geeignetes Epoxyharz für den Beschichtungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit Anhydrid aushärtendes cyclo-alaphatisches Epoxyharz, das bei Zimmertemperatur flüssig ist und bei 25 ⁰G eine verhältnismäßig niedrige Viskosität aufweist, d_oh_o eine Viskosität von weniger als 5OO Centipoise. Das Epoxyharz schließt ein Agens für die Erzielung der Thixotropie ein, um die Viskosität von ^QO auf über 120 000 Centipoise zu bringen und einen niedrigen Ausgiebigkeitswert zu schaffen., Ein geeignetes Agens für die Thixotropie umfaßt 7 Ms 8 Gewichtsprozente gedämpfter Kieselerde, die mit Silan oder Silazan behandelt worden ist, um die Silanolgruppen in Trimethylsiloxygruppen umzuwandeln. Dieses Epoxyharz ist Gegenstand der Patentanmeldung vom derselben Anmelderin.

Als alternativ zum Siebdruckverfahren einsetzbares Verfahren zur Aufbringung der elektrisch isolierenden Tragerstrukturen 13 auf das kupferne Hauptband 11 ist die Anwendung eines beliebigen herkömmlichen Verfahrens, wie Spritzguß, elektrostatische Aufsprühung durch eine Maske, oder Überleitung von einer Folie aus diesem Material auf das Kupferblech, möglich»

Für den Siebdruck sind warmaushärtende Werkstoffe geeignet, wenn sie ein geeignetes Agens zur Erzielung der Thixotropie einschließen, "EiXr das elektrostatische Aufsprühen über eine Maskierung können entweder warmaushärtende oder thermoplastische Kunststoffe verwendet v/erden. Zur Beschichtung mittels Überleitung sind warmaushärtende Kunststoffe geeignet.

Eine Anzahl verschiedener Formate kann in Abhängigkeit von der Größe des Halbleiterplättchens eingesetzt werden, das mit dem

Verbindungsleitermuster auf dem Verbindungsband zu verbinden ist» Genauer gesagt, werden diese Trägerstrukturen 13 in einer Anzahl paralleler Reihen auf das Hauptband 11 aufgebracht, die sich in Längsrichtung erstrecken. Die Anzahl der parallelen Reihen 14 hängt von der Breite der jeweiligen Verbindungsbänder ab, die anschließend durch Auftrennung des Hauptbandes 11 zu bilden sind«,

Ein derartiges Format entspricht einer Breite eines jeweiligen Bandes von 11 mm, das in Verbindung mit einem Halbleiterplättchen in der Größe von bis zu 1,525 x 1?525 mm eingesetzt wird, wobei ein solches Muster eine Ausdehnung P von 4,23 mm aufweist, dabei ist diese Ausdehnung P der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Trägerstrukturen 13 einer gegebenen Reihe, dabei ergeben sich fünf Reihen 14 von solchen Trägerstrukturen 13 bei einer Breite des Hauptbandes 11 von 70 mm. In diesem Fall werden auf der Länge des Hauptbandes 11 von 7»62 cm 90 derartige ringförmige Tragerstrukturen 13 untergebracht.

Ein zweites Format entspricht einer Breite des jeweiligen Verbindungsbandes von 13,75 mm zur Unterbringung von Halbleiterplättchen in der Größe von bis zu 2,29 x 2,29 mm. Derartige Muster haben eine Ausdehnung P von 5»43 mm und ergeben vier Reihen 14 auf der Breite des Hauptbandes 11 von 70 mm₀

Ein drittes Format entspricht einer Breite des jeweiligen -"andes von 16 mm zur Unterbringung von Halbleiterplättchen in der Größe .von bis zu 5,08 χ 5,08 mm. Ein solches Muster hat eine Ausdehnung P von 7,62 mm, wobei sich drei Reihen solcher Trägerstrukturen 13 bei einer Breite des Hauptbandes 11 von 70 mm ergeben. Dieses dritte Format bietet Platz für 30 Halbleiterplättchen auf einer

Länge des Hauptbandes 11 von 7,62 cm.

ITach der Aufbringung der Trag er struktur en 13 auf das üauptband 11 wird dieses letztere im Ofen in einer Stickstoff atmosphäre ausgehärtet, zur Härtung der einzelnen Trägerstrukturen 13. Wenn gewünscht, kann zu diesem Zeitpunkt das Hauptband 11 eingelagert werden« Das Verfahren zur Herstellung eines Warmpreß-Verbindungsbandes unter Einsatz der aufgebrachten Tragerstruktur 13 ist Gegenstand der Patentanmeldung vom derselben Anmelderin_o

Als nächstes wird das Hauptband 11 mit den darauf angebrachten Tragerstrukturen 13 von dem die Haftung der Beschichtung fördernden Agens, sowie von irgendwelchen anhaftenden Oxiden durch geeignete Ätzung gereinigt und dann mit einem Anti-Oxidationsbelag, wie beispielsweise Chromat, beschichtet, um die Haftung einer !Fotoresistschicht zu fördern. Eine Anzahl geeigneter Anti-Oxidationsbeläge ist in der US-Anmeldung Serial No. 582 63A- vom 2.6.75 derselben Anmelderin offenbart und beansprucht. Der Anti-Oxidationsbelag aus Chromat wird auf das kupferne Hauptband 11 nach der Wäsche desselben in Salzsäure und anschließendes Eintauchen in eine Beschichtungslösung aus einem Gemisch von Chromsäure mit Schwefelsäure beschichtet, ein derartiges Gemisch besteht aus 2,0 Volumenprozenten Chromsäure und 8 Volumenprozenten unverdünnter Schwefelsäure auf 90 Volumenprozente entionisierten Wassers. Das Hauptband 11 wird eine Minute lang bei Raumtemperatur eingetaucht, dann herausgenommen, in entionisiertem Wasser gespült und getrocknet, Bei diesem Verfahrensschritt wird ein Anti-Oxidationsbelag aus Chromat von einer Stärke von 10 bis 100 ft auf die Kupferoberfläche aufgebracht«

Als nächstes wird das Hauptband 11 auf beiden Seiten mit

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einer 12

Positiv-Fotoresistschicht von herkömmlicher Art, wie bei der Halbleiterfertigung üblich, beschichtet«

Sodann wird diejenige Seite des Hauptbandes 11, die der Seite mit den Tragerstrukturen 15 gegenüberliegt, mit Lichtstrahlungsmustern, gegenüber welchen das Fotoresistmaterial empfindlich ist, belichtete Die Lichtstrahlungsmuster 15 werden durch eine herkömmliche Fotomaske von 10,16 χ 10,16 cm Größe erzeugt, wie sie bei der Kalbleiterfertigung Verwendung findet (Siehe Figo 5 Ms Figo 5). Die Maske 16 trägt eine Anordnung von Hustern 15, die den einzelnen Verbindungsleitermustern entsprechen, die im Hauptband 11 aus Kupfer auszubilden sindo Nach einem typischen Ausführungsbeispiel belichtet die Maske 16 ein Stück'des Hauptbandes 11 von 7,62 cm Länge» Zusätzlich zu den einzelnen Verbindungsleitermustern 15 enthält die Maske 16 entsprechende Muster 17, die Führungsdurchbrüchen 17' entsprechen, und zwar für jedes der Verbindungsbänder, in die das Hauptband 11 anschließend zerteilt wird»

Aufgrund einer Besonderheit der automatisch arbeitenden Warmpreßeinrichtungen müssen die Führungsdurchbrüche 17" für die Stachelräder für ein gegebenes Verbindungsleitermuster 15 in axialer Richtung auf dem Verbindungsband bei dem betreffenden Leitermuster um 1,27 cm beim 11 ram breiten Verbindungsband, um 1,63 cm beim 15,75 mm breiten Verbindungsband, und um 1,525 crn beim 16 mm breiten Verbindungsband, mit einer Toleranz von etwa +12,7 /um versetzt sein. Somit weisen die Verbindungsleitermuster 15 auf der Maskierung entsprechende Führungsdurchbruchmuster 17 auf, die, wie in Fig. 4 gezeigt, um 1,27 cm nach hinten versetzt sind. In ähnlicher Weise sind die Führungsdurchbruchmuster 17 an der Vorderkante der Maskierung 16 um 1,27 cm nach hinten versetzte Somit sind die ent-

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SOrechenden Leitermuster 15 über die Maskierung 16 mit einer Toleranz von +12,7 /um ausgerichtet.

Andererseits ist die Maskierung 16 auf dem Hauptband 11 durch die Führungsdurchbrüche 12 am Seitenrand des Hauptbandes 11 auf dieses fest bezogene Diese Führungsdurchbrüche 12 schaffen eine Festlegung der Maskierung 16 auf das Muster der isolierenden Trägerstrukturen 13 mit einer Toleranz von +0,127 im. Bei der Überlappung einer Gruppe von Leitermustern 15, die über die Maskierung 16 auf dem Hauptband 11 belichtet worden sind, mit einer nachfolgenden Gruppe von durch diese Maskierung 16 belichteten Leitermustern liegt die Toleranz der Überlappung bei +0,127 mm, wie sie durch die Führungsdurchbrüche 12 gegeben ist_o Jedoch besitzt die automatisch arbeitende Warmpreßeinrichtung die Fähigkeit, das Jeweilige Band anzuziehen oder loszulassen, um den Sprung von bis zu +0,762 ram an der Überlappungsstelle von zwei Leitermustergruppen zu kompensieren. Geeignete Einrichtungen zur gruppenweisen Herstellung von Warmpreßverbindungen sind die Fabrikate mit den Bezeichnungen "ILB" und "OLB" der Ausführung "Model 1-100G" die von der Firma "Jade Corporation", Philadelphia, Pennsylvanien, V.St.A», hergestellt und vertrieben werden.

Als nächstes wird das Hauptband 11 in die entsprechende Anzahl von einzelnen Bandstreifen oder Verbindungsbändern 21 aufgetrennt, wie es in Fig₀ 6 und Figo 7 dargestellt ist, diese Auftrennung erfolgt zwischen einander benachbarten Reihen von Führungsdurchbrüchen 17'. Die einzelnen Verbindungsbänder 21 schließen eine Reihe von unbenutzten Führungsdurchbrüchen 17* an den einander gegenüberliegenden Rändern entlang ein, sowie eine Reihe von Verbindungsleitermustern 15 für die Warmpreßverbindungen, die auf

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diesen Bändern ausgebildet sind.

Die einzelnen Leitermuster 15 sind speziell für die Typen der Halbleiterplättchen ausgebildet, mit denen sie verbunden werden sollen, und jedes der Leitermuster umfaßt eine Anordnung von bandförmigen Leitern 22, die sich von einer mittigen Ausnehmung 23 her nach außen erstrecken, und zwar bis zu einem äußeren Bereich 24 des kupfernen Verbindungsbandes 21» Der Rand der mittigen Ausnehmung 23 wird durch den Innenrand der elektrisch isolierenden ringförmigen Trägerstruktur 13 begrenzt, und diese letztere weist eine hinreichende Ausdehnung auf, um den einzelnen Leitern 22 ausreichend Halt zu geben und diese auf dem Umfang entlang in elektrisch voneinander isolierten Abständen zu halten. Die inneren Enden der Leiter 22 ragen über den inneren Umfangsrand der mittigen Ausnehmung 23 zur Verbindung mit den Verbindungskappen auf den Halbleiterplättchen hinause

Ein ringförmiger Zwischenraum 25 ist zwischen dem äußeren Umfang der elektrisch isolierenden Trägerstruktur 13 und dem Innenrand des Rahmenteils 24 ausgebildet. Dieser Zwischenraum ist zur Erleichterung der Abtrennung der einzelnen Leiter 22 in ihren äußeren Bereichen vorgesehen, und zwar geschieht die Abtrennung zu dem Zeitpunkt, wo die Warmpreßverbindungen des Leitermusters 15 mit dem Innenrand der Leiterrahmenstruktur ausgeführt worden sind, wie es noch ausführlicher unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben wird.

' Nachdem die einzelnen Verbindungfebänder 21 vom Hauptband 11 abgetrennt worden sind, werden sie einer Sichtprüfung unterzogen und miteinander zu Längen von 304,80 m (1000 Fuß) verbunden. Dann wird dieses Verbindungsband in herkömmlicher Weise in automatisch ar-

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beitenden Warmpreßeinrichtungen, wie die obige, unter der Bezeichnung "Model 1-1000" der Firma Jade Corp. hergestellte Einrichtung, verwendet. Kurz gesagt, wird jeweils ein Halbleiterplättchen 27 mit einer Vielzahl, beispielsweise von 14, Verbindungskappen 28 für die Warmpreßverbindungen auf die jeweilige Ausnehmung 23 durch die Warmpreßeinrichtung ausgerichtete

Die Verbindungskappen 28 für die Warmpreßverbindungen weisen typischerweise eine zwischen 0,0254 und 0,0508 mm liegende Höhe auf und sind an ihrem Fußteil mit inneren Verbindungsmetallisierungen auf dem Halbleiterplättchen 2? verbunden. Die inneren Enden der Verbindungsleiter 22 sind durch einen Warmpreßvorgang mit den Verbindungskappen 28 durch einen (nicht dargestellten) Warmpreßstempel verbunden worden, der die inneren Enden der Leiter nach unten, gegen die oberen Oberflächen der Verbindungskappen 28, preßt. Nach einem typischen Ausführungsbeispiel ist der Warmpreßstempel aus Kohlenstoff hergestellt, wird auf eine Temperatur von beispielsweise 550 ⁰C erhitzt und preßt die inneren Enden der Verbindungsleiter 22 nach unten, gegen die Verbindungskappen 28, mit einem Anpreßdruck von etwa 12,4 kg/mm² während eines Zeitraumes von etwa 0,2 s„ Die Warmpreßeinrichtung führt eine gleichzeitige Verbindung von 14 Verbindungskappen mit ihren entsprechenden Verbindungsleitern 22 aus.

Das Halbleiterplättchen 27 wird über eine Wachsschicht zur Ablösung auf einer Trägeranordnung gehalten, und infolge der Erwärmung des Halbleiterplättchens 27 durch den Warmpreßstempel gibt diese Wachsschicht das Halbleiterplättchen 27 frei, und dieses wird damit zu dem Verbindungäband 21 übergeleitet. Das Verbindungsband 21 mit dem darauf befestigten Halbleiterplättchen 27 wird durch eine zweite

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Warmpreßeinrichtung geleitet, die die Warmpreßverbindungen der äußeren Teile der Verbindungsleiter 22 mit den inneren Enden einer Gruppe von Leiterrahmenteilen 29 ausführt. Zur Ausführung dieser Warmpreßverbindungen der inneren Enden der Leiterrahmenteile 29 mit den äußeren Enden der Verbindungsleiter 22 wird der(nicht dargestellte) Warmpreßstempel nach oben, gegen die Unterseite der Verbindungsleiter 22, gepreßt, um die oberen Flächen dieser Verbindungsleiter 22 gegen die unteren Oberflächen der Leiterrahmenteile 29 zu pressen,, Bei einem typischen Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur des Warmpreßstempels für die Ausführung der äußeren Warmpreßverbindungen bei ungefähr 4-50 ⁰O, und dieser Stempel wird mit den Verbindungsleitern etwa 0,15 s unter einem Anpreßdruck von etwa 38,8 kg/mm in Verbindung gebracht«

Wenn die Warmpreßverbindungen zwischen den Verbindungsleitern 22 und den inneren Enden der Leiterrahmenteile 29 ausgeführt worden sind, v/ird das kupferne Verbindungsleitermuster 15, an einer Trennlinie 31 entlang, abgetrennt, diese Trennlinie befindet sich unmittelbar innerhalb des seitlichen Außenrandes des Verbindungsleitermusters 15· Auf diese V/eise wird das Halbleiterplättchen 27 mit den daran befestigten Leitern vom Verbindungsband 21 zur Leiterrahmenstruktur 29 übergeleitet,,

Die Vorteile des Verbindungsbandes 21 für die automatisch auszuführenden Warmpreßverbindungen und das Herstellungsverfahren für dieses Band gemäß der Erfindung schließen eine erhöhte Genauigkeit bei der Ausrichtung der einzelnen Verbindungsleitermuster und ihrer jeweiligen Führungsdurchbrüche 17' bei den einzelnen Verbindungsbändern 21 ein. Außerdem weisen die einzelnen Verbindungsbänder 21 unbenutzte Führungsdurchbrüche zum Einsatz in der Warmpreßeinrichtung

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für die Ausführung der inneren Warmpreßverbindungen auf.

Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung das kupferne Band mit darauf ausgebildeten, isolierenden Trägerstrukturen zum Einsatz bringt, kann die Erfindung gleichfalls auf die anderen, oben erwähnten Bandstrukturen angewendet werden, wobei in einer Struktur der kupferne Teil des Bandes auf ein Trägerband aus PoIyimid aufgewalzt ist, und in der anderen Struktur das Polyimid auf das kupferne Band aufgeschichtet wird_o

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 9 und Figo 10 v/erden in ein-70 mm breites Band aus Kupfer 41, beispielsweise von einer Stärke von 0,067 mm, Führungsdurchbrüche 12 für Stachelräder eingestanzt, und dann wird das Band, wie zuvor beschrieben, mit einem Agens zur Förderung der Haftung behandelt. Muster aus elektrisch isolierenden Tragerstrukturen, von beispielsweise ringförmiger Gestalt, werden, wie oben beschrieben, auf eine Seite des kupfernen Bandes 41 durch Siebdruck oder auf andere geeignete Weise aufgebracht. Das Band härtet dann aus und wird einer Ätzung unterzogen, um, wie oben beschrieben, bestimmte Verbindungsleitermuster 42 festzulegen, die Leitermuster zur Ausführung von Warmpreßverbindungen an den äußeren Enden von entsprechenden Verbindungsleitern bilden sollen, die zuvor an ihren inneren Enden mit den Halbleiterplättchen 27 verbunden worden sind. Die Verbindungsleiterrauster 42 nehmen somit den Platz des Leiterrahmens 29 nach dem vorhergegangenen Ausführungsbeispiel ein, und die Halbleiterplättchen 27 werden auf die flexiblen Leitermuster 42 bei der Herstellung der Warmpreßverbindungen zwischen den äußeren Enden der inneren Verbindungsleitermuster und den inneren Enden des

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äußeren Verbindungsleitermusters 4-2 übergeleitet» Somit ähnelt das letztgenannte Verbindungsleitermuster 4-2 einer flexiblen gedruckten Schaltung und kann aus dem Band 4-1, an äußeren Trennlinien 44 des Leitermusters entlang, ausgestanzt werden, für die Ausführung von Warmpreß- oder anderen Verbindungen mit v/eiteren Schaltungskreisen an seinem äußeren Rande

Bei der letztgenannten Ausführungsform werden zusätzliche Isolierstrukturen, wie beispielsweise gitterförmige Muster, zum Zeitpunkt der Ausbildung der isolierenden, ringförmigen Trägerstrukturen, zur weiteren Versteifung der außerhalb des Bereiches der Warmpreß Verbindungen liegenden Leitermuster aufgebracht.

- Patentansprüche -

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Claims

PATENTANSP R ϋ G H Ξ

Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsbandes für gruppenweise auszuführende Warmpreßverbindungen an einem ersten und einem zweiten Leitermuster, wobei das Verbindungsband eine Reihe von metallischen Verbindungsleitermustern trägt, die eine Vielzahl bandförmiger, metallischer Leiter jeweils einschließen, die sich vom mittigen Teil des genannten Leitermusters bis zu einem äußeren Bereich desselben erstrecken und eine elektrisch isolierende Tragerstruktur einschließen, die eine Vielzahl der genannten bandförmigen, metallischen Leiter in einem zwischen dem äußeren und dem rnittigen Bereich des genannten Leitermusters liegenden Gebiet miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den Verfrahrensschritt der Bildung einer ersten Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) an den seitlichen Rändern eines langgestreckten Hauptbandes (11) umfaßt, daß eine Reihe der genannten metallischen Verbindungsleitermuster (15) auf dem genannten Hauptband (11) ausgebildet wird, daß eine zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen (17') auf dem genannten Hauptband (11) zur Festlegung der genannten Verbindungsleitermuster (15) in derjenigen Warmpreßeinrichtung ausgebildet wird, in der das genannte Verbindungsband (21) zur gruppenweise auszuführenden Warmpreßverbindung der Halbleiterschaltungsbausteine (27) eingesetzt wird, daß die Anordnung der jeweiligen Führungsdurchbrüche (17¹) der genannten zweiten Reihe auf die Anordnung der jeweiligen Reihe der Verbindungsleitermuster (15) ausgerichtet wird, und daß die Anordnung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17·) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) ausgerichtet

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2₀ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Ausrichtung der Anordnung entsprechender •IPührungsdurchbrüche (17* ) der zv/eiten Reihe von JTühruü;:;;.-::durchbrochen auf die Anordnunis- von entsprechenden Varbincunrjsleitermustern (15) dsn Einsatz einer Maske (16) zur Ausbildung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17* ) und der genannten Reihe von Verbindun^sleitermustern (15) ^auf ^sm genannten Hauptband (11) einschließt, und daß die genannte Maske (16) ein Muster aus der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17) und ems der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) trägt, die auf dieser Maske (16) zueinander ausgerichtet angeordnet sind ο

J₀ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Ausrichtung der Anordnung der zv/eiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und der genannten Reihe von Verbindung si eiterraust ern (15) auf die erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) den Schritt der Ausrichtung der Maske (16) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrechungen (12) auf dem Hauptband (11) einschließt.

4-O Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Durchbrüche aus der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17¹) in Längsrichtung in der genannten Maske (16) gegenüber entsprechenden Verbindungsleitermustern in der genannten Reihe von Verbindungsleiterraustern (15) verschoben sind.

3o Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte der Ausbildung der Reihen von Verbindungsleitermustern (15), und der zweiten Reihe .von Führungsdurchbrüchen

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INSPECTEp.

(i7^f) den Verfahrensschritt der Beschichtung von mindestens einer Seite des genannten Hauptbandes (11) mit einer Fotoresistschicht einschließt, daß die genannte Fotoresistschicht mit Lichtstrahlungsmustern über die genannte Maske (16) belichtet wird, gegenüber denen diese Fotoresistschicht empfindlich ist, um Abbildungen der Küster der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17) und der genannten Verbindungsleitermuster (15) in eier genannten Fotoresistschicht zu erhalten, daß die genannte belichtete Fotoresistschicht entwickelt und in den entwickelten Teilen der Abbildung entfernt wird, um das genannte Hauptband (11) entsprechend der entwickelten Abbildung freizulegen, und daß das genannte Hauptband (11) in seinen derart freigelegten Bereichen einer Atzung unterzogen wird, um die genannte zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und die genannte Reihe von Verbindungsleitermustern (15) auszubilden,,

6. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Ausrichtung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) den Schritt der Ausrichtung der genannten Maske (16) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbruchen (12) in dem genannten Hauptband (11) umfaßt.

7o Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Ausrichtung der Anordnung der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) cLen Verfahrensschritt der Ausrichtung der genannten Maske (16) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) in dem genannten Hauptband (11) umfaßt, und daß entsprechende Durchbrüche in der genannten zweiten Reihe von Führungs-

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durchbrüchmustern (17) in der genannten Haske (16) in Längsrichtung gegenüber den entsprechenden Verbindungsleitermustern (15) aus der genannten Reihe der Verbindungsleitermuster in der genannten Maske (16) verschoben sind.

8c Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Maske (16) Muster einer Vielzahl von parallelen Reihen der genannten zweiten Führungsdurchbrüche (17) und eine Vielzahl paralleler Reihen von Verbindungsleitermustern (15) zur Ausbildung paralleler Reihen von Führungsdurchbrüchen (I7^f) und paralleler Reihen von Verbindungsleitermustern (15) in dem genannten Hauptband (11) enthält.

9„ Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt der Auftrennung des genannten Hauptbandes (11) parallel zu und zwischen den genannten zweiten Reihen von Führungsdurchbrüchen (17¹) zur Aufteilung des H_auptbandes (11) in eine Vielzahl von Verbindungsbändern (21) umfaßt, von denen ein jedes eine Reihe von zweiten Führungsdurchbrüchen (17*) und eine Reihe von Verbindungsleitermustern (15) aufweist.

10„ Verbindungsband, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1-9> dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) am Seitenrand eines langgestreckten Hauptbandes (11) angeordnet ist, daß metallische Verbindungsleitermuster (15) in dem genannten Hauptband (11) ausgebildet sind, daß . eine zweites Reihe von Führungsdurchbrüchen (I7^f) zur Ausrichtung der Verbindungsleitermuster (15) in der Warmpreßeinrichtung auf die Halbleiterplättchen (27) bei dem Warmpreßvorgang auf dem Hauptband (11) ausgebildet ist, daß die Anordnung der entsprechenden

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Führungsdurchbrüche aus der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17') auf entsprechende Verbindungsleitermuster aus der Reihe von Verbindungsleitermustern (15) ausgerichtet ist, und daß die Anordnung der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und der Reihe von Verbindungsleitermustern (I*?) ^au^ die erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) ausgerichtet ist.

11 ο Verbindungsband nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der entsprechenden Führungsdurchbrüche aus der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) auf die entsprechenden Verbindungsleitermuster aus der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) den Einsatz einer Maske (16) zur Bildung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17¹) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) auf dem genannten ⁿauptband (11) einschließt, und daß die genannte Maske (16) ein Muster (17) für die genannte zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen und für die genannte Reihe von auf dem Hauptband (11) auszubildenden Verbindungsleitermustern (15) in zueinander ausgerichteter Anordnung aufweist,,

12. Verbindungsband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17¹) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) die Ausrichtung der Maske (16) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) in"dem genannten Hauptband (11) einschließto

13. Verbindungsband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Seite des genannten Hauptbandes (11) mit einer Fotoresistschicht überzogen ist, die durch ein Lichtstrahlungs-

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muster über die genannte Maske (16) belichtet worden ist, um in dieser Schicht Abbildungen der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (i7^f) und der Reihe der Verbindungsleitermuster (15) auszubilden, daß nach der Entwicklung der Fotoresistschicht, der Freilegung und Ätzung bestimmter Bereiche auf dem Hauptband (11) die genannte zweite Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und die genannte Reihe von Verbindungsleitermustern (15) ^au£ dem genannten Hauptband (11) ausgebildet worden sind«,

14-O Verbindungsband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der genannten zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) die Ausrichtung der genannten Maske (16) auf die erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) in dem genannten Hauptband (11) einschließt.

15. Verbindungsband nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Durchbrüche aus der zweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17*) in Längsrichtung gegenüber entsprechenden Verbindungsleitermustern (15) auf der genannten Maske (16) verschoben sindo

I60 Verbindungsband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Anordnung der _ozweiten Reihe von Führungsdurchbrüchen (17¹) und der genannten Reihe von Verbindungsleitermustern (15) die Ausrichtung der Maske (16) auf die genannte erste Reihe von Führungsdurchbrüchen (12) in dem Hauptband (11) einschließt, und daß entsprechende Führungsdurchbrüche aus der zweiten Reihe von Führungsdurchbruchmustern (17) auf der Maske (16)

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in Längsrichtung dieser Reihe gegenüber entsprechenden Verbindungsleitermustern aus der Reihe der Verbindungsleitermuster (15) auf der Maske (16) versetzt sindo

Verbindungsband nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Maske (16) Muster einer Vielzahl paralleler zweiter Reihen von Führungsdurchbrüchen (17*) und eine Vielzahl paralleler Reihen von Verbindungsleitermustern (15) zur Ausbildung paralleler Reihen von zweiten Führungsdurchbrüchen (1?¹) und parallelen Reihen von Verbindungsleitermustern (15) auf dem genannten Hauptband (11) enthälto

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