DE3414961C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen
eines elektrischen Bauteils mit einem von einem Schaltungsträger getragenen LSI-Chip.
Ein derartiges elektrisches Bauteil ist aus "Elektronik",
Band 22, 1973, Heft 7, Seiten 264-266, bekannt. Bei
ihm sind die Anschlußflecken eines Chips mit den Leitungselektroden
eines Trägers jeweils über ein elektrisch leitfähiges
Epoxyharz miteinander verklebt. Das Harz weist einen
hohen Füllungsgrad elektrisch leitfähiger Partikel, z. B.
aus Gold, Silber, Kupfer oder Aluminium auf.
Das Herstellen des gattungsgemäßen Bauteils erfolgt gemäß
der genannten Veröffentlichung dadurch, daß auf die Leitungselektroden
des Schaltungsträgers oder die Anschlußflecken
des Chips jeweils eine genau dotierte Menge an elektrisch
leitfähigem Kleber aufgebracht wird. Der Kleber darf nur im
Bereich der Anschlußbereiche aufgebracht werden, da er ansonsten
auf Grund seiner guten Leitfähigkeit Kurzschlüsse zwischen
Anschlußbereichen herstellen könnte. Nach dem Ausrichten
und Verkleben von Schaltungsträger und Chip erfolgt das
Aushärten der Klebeverbindung bei etwa 120°C.
Aus der US-PS 41 13 981 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Anschlußelektroden
eines Chips mit den Leiterbahnen eines zugehörigen
Schaltungsträgers mittels einer Kleberschicht aus leitendem
Kleber verbunden werden, wobei die Kleberschicht in vertikaler
Richtung (rechtwinklig zur Schichtebene) elektrisch leitfähig
ist und in horizontaler Richtung isolierend wirkt. Die
unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit wird dadurch erreicht,
daß elektrische leitfähige Partikel mit einem Durchmesser
etwa gleich der Dicke der Kleberschicht in die Kleberschicht
in einer bestimmten Menge eingebracht werden.
Das Herstellen dieses Bauteils erfolgt gemäß
der Lehre der US-PS 41 13 981 dadurch, daß zunächst eine
schablonenartige Form aus leitendem Kleber hergestellt wird,
die der Form der Anschlußbereiche entspricht. Nach dem Ausrichten
von Schaltungsträger, Kleberschichtform und Chip werden
die Teile durch Aufeinanderpressen und Erwärmen miteinander
verklebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum einfachen Herstellen eines
Bauteils mit einem von einem Schaltungsträger
getragenen LSI-Chip anzugeben.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des
Anspruchs
gegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher
veranschaulicht.
Diese (Fig. 1a-1f) zeigt verschiedene Querschnitte durch einen Wafer
sowie einen ungebondeten bzw. einen gebondeten
(bei Fig. 1f) LSI-Chip zum Erläutern der Herstellschritte
beim erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
Der LSI-Chip 1 gemäß Fig. 1f weist Aluminiumanschlußflecken 2
als Anschlüsse für den Chip auf. Ein Schaltungsträger 6 weist
Leiterbahnen auf, im folgenden Leitungselektroden 5 genannt. Zum elektrischen Verbinden
der Aluminium-Anschlußflecken 2 mit Elektroden 5 ist ein
hitzeempfindlicher Kleber 7, z. B. ein wärmeabschirmender
Kleber mit eingemischten elektrisch leitfähigen Partikeln 8,
wie Silberpulver, zwischen dem LSI-Chip 1 und dem Schaltungsträger
6 angeordnet. Die elektrische Verbindung zwischen den
Aluminium-Anschlußflecken des Chips und den Elektroden 5 ist
durch die elektrisch leitfähigen Partikel hergestellt. Die
elektrisch leitfähigen Partikel stehen untereinander nicht
in Kontakt.
Der hitzeempfindliche Kleber 7 kann aus einem in der Wärme
schmelzenden Material, z. B. aus Polyäthylenharz, einem wärmeabschirmenden
Material, z. B. aus einem thermoplastischen Harz,
und einem nachhärtbaren Kleber, z. B. aus Polyamidharz, als
Hauptkomponenten bestehen. Der hitzeempfindliche Kleber ist
elektrisch isolierend.
Eine Ausführungsform eines anmeldegemäßen Bondverfahrens
wird nun an Hand der Fig. 1a-1f erläutert. Es wird von
einem Wafer 9 ausgegangen, der mehrere LSI-Chips 1 jeweils
mit Anschlußflecken 2 aufweist (Fig. 1a). Auf den Wafer 9
wird ein hitzeempfindlicher Kleber 7 aufgebracht (Fig. 1b).
Elektrisch leitfähige Partikel 8, z. B. Silberpulver, werden
gleichmäßig auf die Oberfläche des hitzeempfindlichen Klebers
7 aufgesprüht (Fig. 1c). Danach werden die Partikel 8
durch Erhitzen des hitzeempfindlichen Klebers 7 auf etwa
150°C in den Kleber 7 eingebracht.
Die Dicke des hitzeempfindlichen Klebers 7 entspricht in
etwa dem Durchmesser der elektrisch leitfähigen Partikel
8, z. B. 25 µm. Es werden etwa 300 Partikel pro mm²
aufgebracht.
Nach dem Einbringen der Partikel wird der Wafer 9 an den
in Fig. 1d durch Pfeile angedeuteten Stellen eingeritzt,
um ihn in die einzelnen LSI-Chips 1 zu unterteilen. So
wird ein LSI-Chip 1 mit einer auf ihm aufgebrachten Schicht
des hitzeempfindlichen Klebers erhalten (Fig. 1e). Dieser
LSI-Chip 1 wird so auf den Schaltungsträger 6 gebondet, daß
die Leitungselektroden 5 mit den Anschlußflecken des LSI-Chips 1
ausgerichtet sind. Das Bonden erfolgt durch Ausüben eines
Druckes von 2 N/mm für etwa 5 Sekunden durch Anpressen
eines erhitzten Anpreßeisens bei 150°C. Nach dem Bonden
des Chips 1 auf den Sockel 6 wird der Chip mit Epoxyharz
vergossen.
Die beim beschriebenen Verfahren verwendete Kleberschicht mit
eingelagerten elektrischen Partikeln ist in vertikaler
Richtung (rechtwinklig zur Schichtebene) elektrisch leitfähig,
in horizontaler Richtung aber isolierend. Die Schichten
sind also anisotrop in bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit.
Das Bonden des Chips auf den Schaltungsträger erfolgt jeweils durch
Erhitzen und Anpressen, nachdem die Anschlußflecken des
LSI-Chips auf die Leitungselektroden des Schaltungsträgers ausgerichtet
sind. Da die hitzeempfindliche Schicht durchscheinend
ist, erfolgt das Ausrichten auf optische Art und Weise.
Das nachhärtbare Klebeharz des hitzeempfindlichen Klebers
kann ein thermoplastisches Harz wie Polyesterharz oder Neoprenkautschuk
als Hauptbestandteil sein, der mit einem durch
Wärme härtbaren Harz wie Epoxyharz oder Phenolharz gemischt
ist. Die elektrisch leitfähigen Partikel können außer aus
Silber auch aus Au, Cu und/oder Ni sein. Zwischen den elektrisch
leitfähigen Partikeln können isolierende Partikel
vorhanden sein.
Beim anmeldungsgemäßen Bondverfahren kann auf Grund der niedrigen
verwendeten Temperaturen ein Schaltungsträger verwendet werden,
der nicht lötbar ist. Hohe Packungsdichte ist erzielbar.
Ein LSI-Chip kann auf einen Glassockel, wie z. B. eine
Glasplatte einer Flüssigkristallanzeigezelle und auf durchsichtige
Elektroden auf einem Schaltungsträger gebondet werden.
Claims (1)
- Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils mit einem Schaltungsträger mit erhabenen Leiterbahnen und einem so auf diesen mit einer Kleberschicht, die einen elektrisch nicht leitenden hitzeempfindlichen Kleber mit elektrisch leitenden Partikeln enthält, geklebten LSI- Chip, daß dessen Anschlußflecken zugehörige Leiterbahnen über die elektrisch leitenden Partikel kontaktieren, wobei die Dicke der Kleberschicht im wesentlichen dem Durchmesser der Partikel entspricht und diese in solcher Menge im Kleber vorhanden sind, daß elektrische Leitfähigkeit rechtwinklig zur Kleberschichtebene, aber nicht in derselben besteht, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- - Aufbringen des nicht leitenden Klebers in einer dünnen Schicht auf die gesamte Oberfläche des Wafers,
- - Aufsprühen der elektrisch leitenden Partikel auf die nicht leitende Schicht des Klebers,
- - Einbringen der Partikel in den Kleber durch Wärmeeinwirkung zum Erzeugen der elektrisch leitenden Kleberschicht und
- - Zerteilen des Wafers in die einzelnen LSI-Chips.
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