DE3608410A1 - Herstellung von feinstrukturen fuer die halbleiterkontaktierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Feinstrukturen für die Halbleiterkontaktierung aus einem doppelseitig mit Metall kaschierten Kunststoffband. Als Metall eignet sich vorzugsweise Kupfer.

Halbleiterchips werden üblicherweise mit feinen Drähten auf Systemträger kontaktiert, die dann zu Gehäusen um­ spritzt werden.

Eine weitere Methode ist die über vorgefertigte Struk­ turen, sogenannte Zwischensubstrate oder Spider. Bei diesem TAB (tape automated bonding) genannten Verfahren wird zunächst der Halbleiterchip mit allen seinen An­ schlüssen gleichzeitig in den Innenbereich der Feinstruk­ tur kontaktiert (Innenkontaktierung) und dann vom Anwen­ der über den Außenbereich der Feinstruktur mit der Ver­ drahtung verbunden. Diese Bauform ist extrem klein, flach und leicht.

Für die Herstellung der Feinstrukturen gibt es mehrere Verfahren.

Ein übliches Verfahren zur Herstellung eines sogenannten 3-Lagen-Bandes, das zum Beispiel in Solid State Techno­ logy 3.78 "Beam Tape Carriers - A Design Guide" abgedruckt ist, sieht zunächst das Stanzen der Öffnungen in das kle­ berbeschichtete Kunststoffband vor, auf das dann Kupfer laminiert wird. Dieses Band wird mit Photolack beschich­ tet, auf der Kupferseite mit dem Negativmuster der Fein­ struktur belichtet, entwickelt und dann in Form der Struktur galvanisch, zum Beispiel mit Zinn, belegt. Nach Entschichtung wird das Band mit der galvanisch abgeschie­ denen Oberfläche als Ätzschutz geätzt.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist die ausgeprägte Schüsselbildung beim Laminieren des Kupfers über große Öffnungen des Kunststoffbandes, die eine genaue photo­ technische Strukturerzeugung verhindert. Auch die Be­ schichtung mit Photolack ist auf der Bandrückseite mit den Öffnungen nicht gleichmäßig möglich, was die Lack­ trocknung behindert und später zu unkontrollierten Fehlern durch Lackabplatzen und Galvanikdurchschlägen führt.

Ein weiteres bekanntes Verfahren für das sogenannte 2-Lagen-Band ("Beam Tape Carriers - A Design Guide" in Solid State Technology 3.78) enthält die Herstellung der Öffnungen im Kunststoffband durch Ätzen bzw. Herauslösen des Kunststoffes. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das Herauslösen unter allseitiger Maskierung vorge­ nommen werden muß und daß dann für die weitere Bandbe­ handlung das zuvor hinsichtlich Lackungleichmäßigkeit Gesagte gilt. Weiterhin ist das Herauslösen auch von seitlicher Unterwanderung begleitet, was die Herstellung genau tolerierter Öffnungen erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs ge­ nannte Verfahren zu konzipieren und damit die genannten Nachteile größtenteils zu beheben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Im einzelnen ist der Ablauf folgendermaßen:

Ausgangsmaterial ist ein doppelseitig mit Kupfer kaschier­ tes Kunststoffband.

Nach Beschichten mit Photolack wird auf die Oberseite das Muster der Feinstruktur und auf die Unterseite das Muster der späteren Kunststoffversteifung (negatives Öffnungs­ muster) belichtet und entwickelt.

Diese Strukturen werden beidseitig geätzt und anschließend von Photolack entschichtet.

Nun erfolgt auf der Unterseite die Bestrahlung mit einem Excimer-Laser, wobei das stehengebliebene Kupfermuster als Maskierung dient. Bei der Bestrahlung wird Kunststoff solange abgetragen, bis entweder das darunter befindliche Kupfermuster erreicht wird oder aber die Gesamtdicke ent­ fernt ist.

Wahlweise kann jetzt chemisch oder galvanisch eine gut kontaktierbare Endoberfläche aufgebracht werden.

Ausgehend von diesem Grundverfahren sind weitere Alter­ nativen möglich.

So kann, wenn die Kaschierung auf der Unterseite stört, eine gesonderte Blechmaske für die Laserbestrahlung auf­ gelegt werden.

Weiterhin können doppelseitige Feinstrukturen realisiert werden indem derartige Muster beidseitig geätzt werden und die Laserbehandlung auch von beiden Seiten erfolgt. An abgeschatteten Kreuzungspunkten bleibt dabei der Trä­ gerkunststoff stehen und sorgt für Distanz. Die Verwen­ dung gesonderter Masken bringt weitere Ausgestaltungsmög­ lichkeiten.

Als Vorteile sind zu nennen:

Es wird handelsübliches kaschiertes Material verwendet.

Das glatte Band gestattet eine gleichmäßige und problem­ lose Lackbeschichtung; Verwölbungen und Knicke treten nicht auf.

Bei mitgeätzter Lasermaske entfällt jedes Positionier­ problem. Später benötigte Bearbeitungslöcher werden mit hoher Genauigkeit phototechnisch vorgegeben und jede be­ liebige Öffnungs- oder Versteifungsstruktur ist möglich.

Dadurch lassen sich auch komplizierte Biegevorgänge bei engster Teilung realisieren.

Teuere Stanzwerkzeuge entfallen, das Verfahren wird ein­ facher und flexibel.

Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestell­ ten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein einzelnes Teil in der Draufsicht, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und

Fig. 2 einen Schnitt II durch Fig. 1.

Mit 1 ist ein Kunststoffband bezeichnet, das doppelseitig mit Metall 2 (2 a, 2 b) beschichtet ist. Der Kunststoffträ­ ger ist so strukturiert, daß sich zum Beispiel Stege und Öffnungen ergeben. Die Stege 3 können als Versteifung bei der Verarbeitung der Feinstruktur dienen. Die übrigen Öffnungen bilden zum Beispiel den Innenkontaktierungsbe­ reich 4, den Außenkontaktierungsbereich 5 und Positions- 6 und Perforationslöcher 7. Mit 8 ist ein Teil der Verbin­ dungsleitungen (Feinstruktur) dargestellt, die sich vom Innenbereich bis zum Außenbereich erstrecken und dabei vom Kunststoffträger gehalten werden. Die Richtung, in der der Excimer-Laser wirkt, ist mit den Pfeilen 9 ange­ deutet.

Die Herstellung und Verarbeitung von Strukturen für die Halbleiterkontaktierung geschieht stichpunktartig fol­ gendermaßen:

Ausgangsmaterial ist doppelseitig kaschiertes Polyimid (oder ähnliches),
Phototechnische Strukturierung. Positivmuster (oben Spider, unten Öffnungsstruktur),
Ätzen der Struktur,
Entschichten Photolack,
an dieser Stelle oder am Schluß: galvanische oder che­ mische Metallabscheidung,
Bestrahlen mit Excimer-Laser und Entfernung des Kunst­ stoffes gemäß der auf der Unterseite mitgeätzten Öffnungs­ struktur.

Alternativ:
Ausgangsmaterial ist ein einseitig kupfer-kaschiertes- Polyimidband von zum Beispiel 50 µm Trägerstärke mit 35 µm Kupfer,
phototechnische Strukturierung durch Beschichten, Be­ lichten und Entwickeln; Positivmuster, das heißt Photo­ lack als Ätzreserve. Positionierung zum Beispiel über mitgestanzte Löcher.
Ätzen der Struktur in der Kupferkaschierung, Entschichten des Photolacks,
hier oder am Schluß: galvanische oder chemische Abschei­ dung einer in Art und Schichtdicke dem Kontaktieren an­ gepaßten Oberfläche,
Paßgerechtes Andrücken einer Blechmaske auf die un­ kaschierte Seite des Bandes. Diese Blechmaske hat alle Bereiche frei, an denen der Kunststoffträger entfernt werden soll.
Bestrahlen mit dem Excimer-Laser zur Entfernung des nicht benötigten Kunststoffes.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Feinstrukturen für die Halbleiterkontaktierung aus einem doppelseitig mit Me­ tall kaschierten Kunststoffband, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Entfernung des nicht benötigten Kunststoffes und Erzeugung der Öffnungen (4 bis 7) im Kunststoffband (1) ein Excimer-Laser dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach Beschichten mit Photolack auf die Oberseite das Muster der Feinstruktur und auf die Unterseite das Muster der späteren Kunst­ stoffversteifung belichtet und entwickelt wird und diese Strukturen beidseitig geätzt und anschließend von Photo­ lack entschichtet werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Unterseite die Bestrah­ lung mit dem Excimer-Laser erfolgt, wobei das stehenge­ bliebene Kupfermuster als Maskierung dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Erzeugung von doppelseitigen Feinstrukturen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf beiden Seiten des metallkaschierten Bandes (1) Feinstrukturen (2 a, 2 b) erzeugt werden und der Laserabtrag des Kunststoffes auch von beiden Seiten erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 mit einem einseitig mit Me­ tall kaschierten Kunststoffband, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Unterseite eine Blechmaske aufgelegt wird, durch deren Öffnungen der La­ serabtrag des Kunststoffes erfolgt.