DE2658532A1 - Zwischentraeger zur halterung und kontaktierung eines halbleiterkoerpers - Google Patents
Zwischentraeger zur halterung und kontaktierung eines halbleiterkoerpersInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München 3 VPA 76 P 7 174 BRD
Zwischenträger zur Halterung und Kontaktierung eines Halbleiterkörper
Die Erfindung betrifft einen Zwischenträger zur Halterung und Kontaktierung eines Halbleiterkörpers, mit Kontaktfingern, die
jeweils einen Außenkontakt und einen einer Elektrode des Halbleiterkörpers
zugeordneten Innenkontakt aufweisen, sowie ein Verfahren, zur Herstellung eines derartigen metallischen Zwischenträgers.
Derartige Zwischenträger werden in zunehmenden Maße bei der Montage von Halbleiterkörpern verwendet, da sie statt der
bisher üblichen Einzelkontaktierung über Drähte eine gleichzeitige
Kontaktierung sämtlicher Elektroden des Halbleiterkörpers ermöglichen. Als Zwischenträger sind sowohl metallische Strukturen
auf einem Kunststoffband bekannt als auch rein metallische Formteile, die ätz- oder galvanotechnisch gestellt werden können.
Halbleiterkörper, die auf diese Weise kontaktiert wurden, können in herkömmliche, als Spinnen bezeichnete, Systemträger einge-
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setzt und zu einem Gehäuse umspritzt werden (GB-PS 1 199 848) oder auch direkt in Schichtschaltungen oder gedruckte Schaltungen
eingebaut werden.
Eine derartige Kontaktierungsart bedingt jedoch auch Vorkehrungen bei den Halbleiterkörpern. So müssen sämtliche Elektroden
der Halbleiterkörper mit Anschlußhöckern versehen werden. Dadurch wird einerseits die Anschlußstelle zugänglich, andererseits
wird der Kontaktfinger des Zwischenträgers durch den harten Kupferkern des Höckers auf Distanz gehalten und damit die
Gefahr von Kurzschlüssen zur Oberfläche des Halbleiterkörpers vermieden. Die Herstellung der Anschlußhöcker auf dem Halbleiterkörper
bereitet jedoch Schwierigkeiten, da während des Aufbaus die Abdeck- und Passivierungsschicht auf der Oberfläche
beschädigt bzw. in ihrer Haftfestigkeit vermindert wird. Das wiederum vermindert die Ausbeute, erhöht die Kurzschlußgefahr
bei der Kontaktierung und verringert die Zuverlässigkeit im Betrieb.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenträger
zur Halterung und Kontaktierung eines Halbleiterkörpers zu schaffen, welcher eine funktionssichere und mit geringem Aufwand
zu realisierende Kontaktierung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Zwischenträger der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß die Innenkontakte zumindest gegenüber den angrenzenden Bereichen der Kontaktfinger als
erhabene Hocker ausgebildet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Zwischenträger wird der zwischen Kontaktfingern und Halbleiterkörper
erforderliche Abstand, also zum überwiegenden Teil durch die Hocker auf den Kontaktfingern aufgebracht. Dadurch
brauchen die Elektroden auf dem Halbleiterkörper nur noch mit einer kontakt!erbaren Schicht geringer Dicke versehen werden
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und die Passivierungsschicht wird nicht durch langwierige Aufbauvorgänge
geschädigt. Weiterhin ist es möglich, auf dem Halbleiterkörper Anschlußhöcker aus weichem Material z.B. Zinn-Blei
aufzubauen, wie sie bei Flip-Chip-Kontaktierungen"üblich sind,
5 ohne daß die Gefahr von Kurzschlüssen beim Kontaktierungsvorgang gegeben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die
Hocker und Außenkontakte als erhabene Bereiche aus dem Material . der Kontaktfinger herausgebildet. Hierdurch kann der gesamte
Zwischenträger bzw. die metallische Struktur des Zwischenträgers einstückig hergestellt werden· Vorzugsweise weisen die Hocker
und Außenkontakte hierbei die doppelte Stärke der übrigen Bereiche
der Kontaktfinger auf.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest
die an die Hocker angrenzenden Bereiche der Kontaktfinger mit einer lotabweisenden Oberfläche versehen. Durch diese Maßnahme
kann im Bereich der Hocker definiert ein Lot aufgebracht werden.
Außerdem wird bei der Kontaktierung eines Halbleiterkörpers das Wegfließen von Lot verhindert und somit die Gefahr von Kurz-Schlüssen
weiter herabgesetzt.
Zur Erleichterung der Kontaktierung eines Halbleiterkörpers
und zur leichteren Weiterverdrahtung können die Hocker und die Außenkontakte mit einer gut kontaktierbaren Oberflächenschicht
bedeckt sein. Vorzugsweise besteht die Oberflächenschicht hierbei aus Zinn, Zinn-Blei oder Gold,
Die Ausbildung der Lrmenkon takte als erhabene Hocker kann besonders
vorteilhaft und ohne besonderen Aufxvarid bei der ätztechnischen
Herstellung rein metallischer Zwischenträger realisiert
werden. Die Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Herstellung
rein metal Lischer Zwischenträger an, bei welchem auf
·-" Vi '-■ >; i
eine Seite eines Trägerbleches eine erste ätzresistente Schicht mit dem positiven Bild des gesamten Zwischenträgers und auf die
gegenüberliegende Seite eine zweite ätzresistente Schicht mib
dem positiven Bild der Flocker und der Außenkontakte aufgebracht wird und bei welchem dann der Zwischenträger durch beidseitiges Ätzen aus dem Trägerblech herausgebildet wird. Durch das genannte Verfahren können bei einem Minimum an Arbeitsgängen die Hocker bei der ätztechnischen Herstellung der Zwischenträger
mit erzeugt werden. Da beim beidseitigen Ätzen oben die gesamte Struktur des Zwischenträgers und unten nur die Hocker und die
Außenkontakte abgedeckt sind, wird der Querschnitt der Kontaktfinger auf die Hälfte der ursprünglichen Stärke verringert, so daß die Hocker und die Auüenkontakte als erhabene Bereiche verbleiben.
dem positiven Bild der Flocker und der Außenkontakte aufgebracht wird und bei welchem dann der Zwischenträger durch beidseitiges Ätzen aus dem Trägerblech herausgebildet wird. Durch das genannte Verfahren können bei einem Minimum an Arbeitsgängen die Hocker bei der ätztechnischen Herstellung der Zwischenträger
mit erzeugt werden. Da beim beidseitigen Ätzen oben die gesamte Struktur des Zwischenträgers und unten nur die Hocker und die
Außenkontakte abgedeckt sind, wird der Querschnitt der Kontaktfinger auf die Hälfte der ursprünglichen Stärke verringert, so daß die Hocker und die Auüenkontakte als erhabene Bereiche verbleiben.
Bei einer ersten Ausführungsform des vorstehend beschriebenen
Verfahrens werden aLs erste und zweite ätzresistente Schicht
Ätzmasken aufgebracht und die Ätzmasken nach dem Ätzen entfernt. Hierdurch können für die Strukturerzeugung bekannte photolithographic ehe Verfahren angewandt werden. Nach Entfernung der ktzmasken können darin die Hocker und die gegenüberliegenden Oberflächen der Kon taktfinger mit einer gut kontaktierbaren Oberflächenschicht überzogen werden.
Verfahrens werden aLs erste und zweite ätzresistente Schicht
Ätzmasken aufgebracht und die Ätzmasken nach dem Ätzen entfernt. Hierdurch können für die Strukturerzeugung bekannte photolithographic ehe Verfahren angewandt werden. Nach Entfernung der ktzmasken können darin die Hocker und die gegenüberliegenden Oberflächen der Kon taktfinger mit einer gut kontaktierbaren Oberflächenschicht überzogen werden.
Bei einer zweiten Ausführung;;form des vorstehend beschriebenen
Verfahrens wird aLs erste und zweite ützresis tente Schicht eine
gut kontaktierbure OberflächennchLcht durch galvanische Me ta LL-abscheidung
aufgebracht. Hierbei können die zur S trukturgebutu;
erforderlichen GaLvariLkmasken v/Leder* durch bekannte photoLit.tr>graphifjche
Verfahren erzeugt v/erden.
Bei beiden Amsfiihriiru;··. formen des Verfahrens zur Herstellung
metalLischer Zwischenträger werden vor-iu1;:; weise nach dem Atii-u
metalLischer Zwischenträger werden vor-iu1;:; weise nach dem Atii-u
zumindest die an die Hocker angrenzenden Bereiche der Kontaktfinger
mit einer lotabweisenden Oberfläche versehen. Durch diese Maßnahme wird später das Wegfließen von Lot verhindert und eine
selektive Metallabscheidung ermöglicht.
Im folgenden werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 einen Zwischenträger, dessen Innenkontakte als erhabene Hocker ausgebildet sind in der Draufsicht,
Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Figur 1 jedoch
mit aufkontaktiertem Halbleiterkörper,
Figur 3 bis Figur 6 Verfahrensstufen einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des in den Figuren
und 2 dargestellten Zwischenträgers und die
Figuren 7 und 8 abweichende Verfahrensstufen einer zweiten Ausführungsform
eines Verfahrens zur Herstellung des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zwischenträgers.
Die Figuren 2 bis 8 stellen Schnittbilder dar, in welchen die Materialdicken zur besseren Veranschaulichung stark überhöht
gezeichnet sind. In sämtlichen Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Figur 1 zeigt in der Draufsicht einen Ausschnitt eines Blechbandes,
aus welchem die Strukturen mehrerer zusammenhängender Zwischenträger herausgeätzt sind. Der dargestellte Zwischenträger
umfaßt einen äußeren Rahmen 10, an welchem z. B. insgesamt vierzehn Außenkontakte 11 hängen. Von jedem Außenkontakt
11 ausgehend ragt in das Rahmeninnere ein Kontaktfinger 12. Am
inneren Ende der Kontaktfinger 12 ist jeweils ein Innenkontakt angeordnet, welcher als erhabener Hocker 13 ausgebildet ist.
Wie aus dem Schnittbild der Figur 2 hervorgeht, sind die Kontaktfinger 12 im Bereich zwischen den Höckern 13 und den Außen-
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kontakten 11 auf die Hälfte der ursprünglichen Stärke abgeätzt,
so daß die Hocker 13 und die Außenkontakte 11 erhabene Bereiche
bilden. Die Außenkontakte 11, die Hocker 13 und die· gegenüberliegende
Oberfläche des Zwischenträgers sind mit einer gut kontaktierbaren Oberflächenschicht 21 bzw. 22 bzw. 23 überzogen,
während die geätzten Bereiche mit einer lotabweisenden Oberfläche 31 bzw. 32 versehen sind. Beim Kontaktieren eines Halbleiterkörpers
4, dessen Elektroden nur mit einer kontaktierbaren Schicht 41 geringer Dicke versehen sind, verhindert die lotabweisende
Oberfläche 31 und 32 das Wegfließen von Lot bzw. kontaktierbarem
Material. Nach dem Kontaktiervorgang können dann die Außenkontakte 11 mit den inneren Anschlußbeinen eines metallischen
Systemträgers verbunden oder auch direkt mit den entsprechenden Anschlüssen einer Schichtschaltung oder einer gedruckten
Schaltung kontaktiert werden. Daraufhin wird der für die Handhabung erforderliche äußere Rahmen 10 abgetrennt.
Bei einer ersten Ausführungsform.eines Verfahrens zur Herstellung
des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zwischenträgers wird gemäß Figur 3 von einem Trägerblech 1, das auch in Form eines
Bandes vorliegen kann, ausgegangen. Auf die Oberflächen dieses, beispielsweise aus Kupfer bestehenden Trägerbleches 1, werden
dann eine obere Photolackschicht 5 bzw. eine untere Photolackschicht 6 aufgebracht und so belichtet, daß nach dem Entwickeln
gemäß Figur 4 Ätzmasken 50 bzw. 60 gebildet sind. Die Ätzmaske 50 bedeckt die gesamte Fläche der späteren Struktur des Zwischenträgers,
während die Ätzmaske 60 die Bereiche der Hocker und Außenkontakte bedeckt und die dazwischenliegenden Bereiche der
Kontaktfinger freiläßt. Beim nachfolgenden Ätzen mit beidseitigem Ätzangriff wird daher die Struktur des Zwischenträgers mit
den Außenkontakten 11, den Kontaktfingern 12 und den Höckern gebildet, wobei die einem einseitigen Ätzangriff ausgesetzten
Kontaktfinger 12 auf die Hälfte der Stärke der übrigen Bereiche abgedünnt werden. Ein geeignetes Ätzmittel ist beispielsweise
Kupferchlorid oder eine ammoniakalische Natriumchlorit-Ätze.
Unmittelbar nach dem Ätzen werden die freiliegenden geätzten
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Oberflächen passiviert, so daß die lotabweichenden Oberflächen 31 bzw. 32 entstehen. Das Passivieren kann beispielsweise durch
Eintauchen in eine wäßrige Schwefelleberlösung vorgenommen werden. Bei einer Schwefelleberlösung mit etwa 2,5 g -Schwefelleber
pro Liter Leitungswasser bildet sich beispielsweise nach ca. 5 Minuten auf den freiliegenden Oberflächen eine beständige und
lotabweisende Kupfersulfid-Schicht. Nach dem Passivieren werden dann die Ätzmasken 50 und 60 entfernt, so daß gemäß Figur 5 der
fertigstrukturierte Zwischenträger verbleibt. Gemäß Figur 6 kann dann, wenn die Oberfläche in diesem Zustand nicht für eine Kontaktierung
geeignet ist, noch eine gut kontaktierbare, z. B. aus
Zinn, Zinn-Blei oder Gold bestehende Oberflächenschicht mit ihren Teilbereichen 21, 22 und 23 aufgebracht werden. Das Aufbringen
der Oberflächenschicht kann beispielsweise durch stromlose oder galvanische Metallabseheidung oder durch Feuerverzinnung
erfolgen, wobei die lotabweisenden Bereiche 31 und 32 nicht mit bedeckt werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung
des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zwischenträgers werden die in Figur 1 abgebildeten Photolackschichten 5 und 6
so belichtet, daß nach dem Entwickeln gemäß Figur 7 Galvanikmasken 51 bzw. 61 gebildet sind. Wie es in Figur 8 dargestellt
ist, werden durch galvanische Metallabscheidung die aus Zinn
oder Zinn-Blei bestehenden Oberflächenschichten 21, 22 und 23
aufgebracht und die Galvanikmasken 51 und 61 entfernt. Bei einem nachfolgenden selektiven Ätzvorgang mit beidseitigem Ätzangriff,
der beispielsweise wieder in einer ammoniakalisehen Natrium-Chlorit-Ätze
vorgenommen werden kann, entsteht dann der in Figur 6 dargestellte Zwischenträger. Wird -dieser Zwischenträger in
eine wäßrige Schwefelleberlösung eingetaucht, so bildet sich auf den in Figur 5 dargestellten Bereichen 31 und 32 eine lotabweisende
Kupfersulfidschicht, während die aus Zinn oder Zinn-Blei
bestehenden Oberflächenbereiche durch die Schwefelleberlösung nicht verändert werden.
11 Patentansprüche
8 Figuren
8 Figuren
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Claims (11)
- PatentansprücheZwischenträger zur Halterung und Kontaktierung eines HaIbleiterkörpers, mit Kontaktfingern, die jeweils einen Außenkontakt und einen einer Elektrode des Halbleiterkörpers zugeordneten Innenkontakt aufweisen, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Innenkontakte zumindest gegenüber den angrenzenden Bereichen der Kontaktfinger (12) als erhabene Hocker (13) ausgebildet sind.
- 2. Zwischenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker (13) und Außenkontakte(11) als erhabene Bereiche aus dem Material der Kontaktfinger (12) herausgebildet sind.
- 3. Zwischenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker (13) und Außenkontakte(11) etwa die doppelte Stärke der übrigen Bereiche der Kontaktfinger (12) aufweisen.
- 4. Zwischenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest die 'an die Hocker (13) angrenzenden Bereiche der Kontaktfinger(12) mit einer lotabweisenden Oberfläche (31, 32) versehen sind.
- 5· Zwischenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker (13) und die Außenkontakte (11) mib einer gut kontakt!erbaren Oberflächenschicht (21, 22) bedeckt sind.
- 6. Zwischenträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (21, 22) aus Zinn, Zinn-Blei oder Gold besbeht.
- 7. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Zwischenträgers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, durch Ätzen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Seite809826/0281ORIGINAL INSPECTED--f- 76 P 7 ί 7 4 BRDeines Tragerblech.es (1) eine erste ätzresistente Schicht mit dem positiven Bild des gesamten Zwischenträgers und auf die gegenüberliegende Seite eine zweite ätzresistente Schicht mit dem positiven Bild der Hocker (13) und der Außenkontakte (11) aufgebracht wird und daß dann der Zwischenträger durch beidseitiges Ätzen aus dem Trägerblech (1) herausgebildet wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite ätzresistente Schicht Ätzmasken (50, 60) aufgebracht werden und daß die Ätzmasken (50, 60) nach dem Ätzen entfernt werden.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker (13) und die gegenüberliegenden Oberflächen der Kontaktfinger (12) mit einer gut kontaktierbaren Oberflächenschicht (21, 22, 23) überzogen werden.
- 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite ätzresistente Schicht eine gut kontaktierbare Oberflächenschicht (21, 22, 23) durch galvanische Metallabseheidung aufgebracht wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch g ei kennzeichnet , daß nach dem Ätzen zumindest die an die Hocker (13) angrenzenden Etereiche der Kontaktfinger (12) mit einer Io tab v/ei senden Oberfläche (31, 32) versehen werden.00902 8/028
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