DE3931238A1 - Vielfach-chip-modul und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Vielfach-chip-modul und verfahren zu dessen herstellungInfo
- Publication number
- DE3931238A1 DE3931238A1 DE19893931238 DE3931238A DE3931238A1 DE 3931238 A1 DE3931238 A1 DE 3931238A1 DE 19893931238 DE19893931238 DE 19893931238 DE 3931238 A DE3931238 A DE 3931238A DE 3931238 A1 DE3931238 A1 DE 3931238A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chips
- chip module
- wall part
- module according
- polyimide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06551—Conductive connections on the side of the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06555—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06579—TAB carriers; beam leads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06589—Thermal management, e.g. cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vielfach-Chip-Modul aus ein
zelnen VLSI/ULSI-Chips, beispielsweise Speicher oder Prozes
soren. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf ein Ver
fahren zur Herstellung eines derartigen Vielfach-Chip-Moduls.
Dabei bedeuten VLSI ("very large scale integrated") bzw. ULSI
("ultra large scale integrated") die Hoch- bzw. Höchstinte
gration der Schaltungselemente auf dem Substrat.
Bei der Entwicklung von elektronischen Schaltungen wird ge
fordert, die bereits hohen Packungsdichten auf den Chips
weiter zu erhöhen. Dabei ist die erhöhte Packungsdichte einer
seits ein Wert an sich, da der Platzbedarf auf dem Silizium-
Chip geringer wird und damit weniger Verdrahtung und weniger
Verdrahtungsplatz benötigt wird, was eine Verringerung der
Kosten erhoffen läßt. Andererseits ist eine weiter erhöhte
Packungsdichte wegen der endlichen Signal-Geschwindigkeit auch
Voraussetzung für die weitere Reduktion der Taktzeiten bei
Höchstleistungsrechnern.
Durch den Übergang zu immer feineren Strukturen ergeben sich
allerdings aufgrund der Notwendigkeit von Ultra-Reinsträumen
und der Röntgenlithographie zur Realisierung der Leiterbahnen
nichtlineare Kostensteigerungen, die schon vor Erreichen der
physikalischen Grenzen eine praktische Beschränkung der
Packungsdichte auf dem Chip bringen wird. In der Fachlite
ratur werden unterschiedliche Lösungsansätze für zwei- oder
dreidimensionale Strukturen diskutiert, die teilweise bereits
erprobt und auch in der Praxis Anwendung gefunden haben:
- - Seit längerer Zeit wird vorgeschlagen, das Gesamtsystem - und nicht etwa das Teilsystem Chip - durch Verringerung des Platzbedarfes für die Anschlüsse zu optimieren. Dabei ist man beispielsweise bemüht, alle Elemente auf einen Chip zu bringen, d.h. möglichst den gesamten Rechner auf einem Chip ("one-chip-processor") zu realisieren. Bei sehr komplexen Systemen ist dies allerdings nur begrenzt wirkungsvoll.
- - Allgemein praktiziert wird die Verwendung von vorkonfek tionierten Verdrahtungs-Spidern. Das Problem großer Anschluß- Induktivitäten ist dabei allerdings nicht gelöst.
- - Bei verschiedenen hochentwickelten ("high performance")-Sy stemen ist auch das sogenannte "Reflow-Soldering" im Einsatz, bei dem der einzelne Chip mit der Oberfläche ("face-on-face") auf eine Verdrahtungsunterlage gelegt wird, was vergleichs weise geringe Zuleitungs-Induktivitäten erwarten läßt. Pro blematisch ist dabei die Nichtzugänglichkeit der Chip-Ober fläche nach der Lötung.
Ein Übergang von letzteren zweidimensionalen Strukturen zu
einem dreidimensionalen Packungsprinzip auf einem Chip mit
mehreren untereinander verbundenen Lagen von aktiven Schal
tungen direkt übereinander läßt theoretisch einen großen Fort
schritt erwarten. Dabei wird nur die unterste Lage auf dem
einkristallinen Halbleitersubstrat aufgebaut, wogegen die
höheren Lagen "in situ" kristallisiert werden müssen. Teil
weise wird dazu die oberste Lage als Sensor ausgebildet. Bei
spiele hierfür sind insbesondere im Tagungsband "Topical
Meeting on Three Dimensional Integration", May 30-June 1, 1988,
inbesondere Seite 87 bis 91 angegeben.
Schwierigkeiten bei einem dreidimensionalen Packungsprinzip be
stehen insbesondere darin, daß noch Qualitätsmängel bei der Her
stellung der höheren Lagen vorliegen und daß beim Fertigen drei
dimensionalen Chips nur eine schlechte bzw. gar keine Testbarkeit
möglich ist.
Ein aktueller Vorschlag zur Realisierung einer Hochleistungs-
Verdrahtungstechnik ist weiterhin aus der Zeitschrift "Solid
State Technology" / June 1988, Seite 93 bis 98 bekannt. Insge
samt ergibt sich aber immer das Problem der Kombination einer
groben Technik, nämlich dem Löten, mit einer feinen Technik,
nämlich der Lithographie. Dabei kommt zum Verlust der Test
barkeit nach der Lötung weiterhin das Problem der verschie
denen thermischen Ausdehnung der starr verlöteten Körper,
welches in der Praxis Silizium-Verdrahtungsebenen erfordert.
Hinzu kommt das Problem der schwierigen, praktisch unkontrol
lierbaren Entfernung des Löt-Flußmittels.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein aus einer Viel
zahl von einzelnen Chips aufgebautes System und das zugehörige
Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem das Problem
der Verdrahtung beherrschbar ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Vielfach-Chip-Modul
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die einzelnen
Chips längs einer Kante über Zwischenteile aus flexiblem,
strukturierbarem Material mit einem ebenen Wandteil, das
Leiterbahnen trägt, verbunden sind und daß die einzelnen
Chips einen dreidimensionalen, durch Weiterblättern nach Art
eines Buches zwischen beliebigen Chips aufklappbaren Stapel
bilden.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Vielfach-Chip-Moduls
erfolgt mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Die einzelnen Chips werden parallel im Abstand als Stapel gehaltert;
- b) ein Wandteil wird in eine Lösung eines Kunststoffes, vor zugsweise aus Polyimid, mit vorgegebener Viskosität und Temperatur eingebracht, so daß es vollständig von der Lö sung bedeckt ist;
- c) der Stapel der im Abstand gehalterten Chips wird in die Lösung eingetaucht und dem Wandteil so weit genähert, daß sich kapillare Filme zwischen den in der Lösung eintauchen den Kanten der Chips und dem ebenen Wandteil ausbilden;
- d) durch Absaugen von Überschußmengen der Lösung und/oder geeignete Temperaturführung und wieder anschließendes Nachfüllen von Lösung werden aus den Filmen kompakte Zwi schenteile zwischen den Chips und dem Wandteil gebildet;
- e) auf die Verbindungsteile und das Wandteil werden litho graphisch Leiterbahnen aufgebracht.
Bei der Erfindung sind also einzelne VLSI/ULSI-Chips, bei
spielsweise Speicher oder Prozessoren buchartig mit Hilfe
eines flexiblen Materials wie insbesondere Polyimid längs
einer Kante mit einem starren oder flexiblen Wandteil für
Leiterbahnen ((bus)-backplane) verbunden, das ebenfalls mit
dem Kunststoff beschichtet ist. Ein solcher Kunststoff wie
Polyimid ist fotostrukturierbar oder auch elektronenstruk
turierbar, so daß sich durch lithographische Methoden Lei
terbahnen herstellen und durch Kontaktlöcher durch das Polyimid
hindurch mit darunterliegenden Leiterbahnen verbinden lassen.
Metallisierungen können vorteilhaft aufgedampft sowie mittels
Tauchbelackung und Projektionsbelichtung strukturiert werden.
Nach dem Aufbau des Vielfach-Chip-Moduls kann durch Aufblättern
des Chip-Buches jeweils ein bestimmtes Chip ausgewählt werden,
wobei der Öffnungswinkel immer hinreichend groß vorgebbar ist,
um die Einkehlung des Kunststoffes am Chip-Rand einsehen zu
können. Mit einem Projektionsverfahren ausreichender Tiefenschär
fe lassen sich Kontaktstellen, die sich an beliebigen Stellen
auf dem Chip befinden können, sowie Kontaktstellen im Bereich
der vorteilhaft parallel durchlaufenden Leiterbahnen auf dem
Wandteil (backplane) belichten.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Vielfach-Chip-Moduls
ist vorteilhaft, daß sich die Einkehlung des Kunststoffes am
Chip-Rand durch Lacktrocknung unter entsprechendem Neigungs
winkel bzw. durch entsprechendes Schleudern an der Chip-Ober
seite klein gehalten werden kann. Insbesondere ist vorteilhaft,
daß beim jeweiligen Weiterblättern für die Gesamtheit der Chips
in einem Arbeitsgang mit im allgemeinen verschiedenen Masken
die Kontaktlöcher markiert werden können. Es liegen dadurch
jeweils gleiche Arbeitsbedingungen vor. Die Einzelherstellung
der Leiterbahnen bzw. der Kontaktierungen erfolgt lithographisch
in bekannter Weise.
Bei dem erfindungsgemäßen Vielfach-Chip-Modul besteht auch
nach Durchkontaktierung des "Chip-Buches" durch "Aufblättern"
eine hinreichende Testbarkeit, die beispielsweise auch durch
Potentialkontrast-REM erfolgen kann.
Bei einem fertiggestellten Vielfach-Chip-Modul kann das "Chip-
Buch" durch interdigitales Einfügen einer entsprechend rezi
prok ausgebildeten Anordnung aus metallischen Kühlfolien ge
kühlt werden. Die Kühlfolien können rückseitig mit einer gemein
samen Kühleinrichtung verbunden sein, der als sogenannter Kühl
finger ("heat pipe") realisiert ist. Aufgrund des Polyimid-
Schutzes ist dabei auch ein Zusammenpressen des gesamten Moduls
möglich. Bei totaler Polyimid-Umhüllung ist gegebenenfalls auch
eine Badkühlung möglich.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung und des zuge
hörigen Herstellungsverfahrens ergeben sich aus der nachfol
genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und deren Her
stellung anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteran
sprüchen. Es zeigen
Fig. 1 den dreidimensionalen Aufbau eines Chip-Buches,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit Darstellung der Ausbildung
der Zwischenteile,
Fig. 3 einen ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des
Aufbaus des Vielfach-Chip-Moduls,
Fig. 4 einen zweiten Verfahrensschritt zur Herstellung der
Kontaktierungen bzw. Leiterbahnen und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 4.
In den einzelnen Figuren sind sich entsprechende Teile mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren werden teilweise
zusammen beschrieben.
In Fig. 1 ist ein ebenes Wandteil 1 als horizontal ausgerichtete
Platte dargestellt, auf dem in vertikaler Orientierung eine
Vielzahl von einzelnen Chips 10 im Abstand zueinander parallel
angeordnet sind. Die einzelnen Chips 10 sind an ihrer unteren
Kante jeweils über flexible Zwischenteile 15 am Wandteil 1 be
festigt.
Mit einer derartigen Anordnung von einzelnen Chips 10 läßt sich
eine wesentlich höhere Packungsdichte als bei den herkömmlichen
Anordnungen in einer Ebene erzielen. Da die einzelnen Chips 10
über die flexiblen Zwischenteile 15 beweglich auf der Grund
platte 1 befestigt sind, bildet eine solche Anordnung einen
buchartigen Aufbau. Jeweils zwei Chips lassen sich gegenein
ander aufklappen, so daß hinreichend Raum zur Anwendung von
lithographischer Methoden zur Herstellung von Kontaktierungen
und Leiterbahnen gegeben ist, auf die weiter unten noch im
einzelnen eingegangen wird. Durch Weiterblättern kann dabei
jeweils für einen Chip unter identischen Randbedingungen ge
arbeitet werden. Weitere Herstellungsschritte, wie insbesondere
Tauchen, Lackieren und dergleichen, können für den gesamten
Aufbau gleichzeitig durchgeführt werden. Insgesamt ergibt sich
somit eine erhebliche Vereinfachung bei der Herstellung.
Im Aufbau gemäß Fig. 1 ist zwischen den einzelnen Chips 10 je
weils eine Kühlfolie 35 angeordnet. Die einzelnen Kühlfolien
35 sind rückwärtig mit einer gemeinsamen Kühleinrichtung 40
verbunden und bilden somit einen reziproken Aufbau zum Chip-
Modul. Als Kühleinrichtung 40 kann ein Kühlfinger, der als so
genanntes "heat pipe" bezeichnet wird, verwendet werden. Insge
samt ist somit ein dreidimensionaler Aufbau gebildet.
Aus Fig. 2 ist eine mögliche Ausbildung des flexiblen Zwischen
teiles 15 ersichtlich: Das Zwischenteil 15 umfaßt von unten
den Chip 10 mit bis zu einer bestimmten Höhe die Grundflächen
umfassenden Deckschichten 16 und 17. Das Zwischenteil 15 ist
unsymmetrisch mit einer vorgegebenen Krümmung 18 ausgebildet
und erweitert sich im unteren Bereich mit einer symmetrischen
Krümmung 19 bis zu einer Deckschicht 20 auf dem Wandteil 1.
Die Geometrie des Zwischenteiles 15 kann vorgegeben werden.
Insbesondere sind für den Abstand h der Chips 10 von der Un
terlage 1, der Dicke D des Zwischenteils 15 und dem Abstand A
zweier Chips 10 genauere Werte und feste Relationen einstell
bar.
Die Herstellung eines Chip-Moduls erfolgt mit einer in Fig. 3
schematisch angedeuteten Einrichtung: Ein Behälter 100 ist mit
Zu- und Ablauf 101 bzw. 102 für eine Kunststofflösung 110 mit
vorgegebenen Eigenschaften ausgebildet. Letztere ist insbeson
dere die Viskosität, die sich durch geeignete Temperaturführung
steuern läßt. Der Behälter 100 läßt sich um eine Achse 105
senkrecht zur Papierebene schwenken, so daß Flüssigkeit in ge
eigneter Weise abfließen oder angesaugt werden kann. Als Kunst
stofflösung 110 kommt speziell ein Polyimid in Frage, das
isolierende Eigenschaften hat und für den bestimmungsmäßigen
Zweck zur Herstellung von Leiterbahnen bzw. Kontaktierungen
fotostrukturierbar bzw. elektronenstrukturierbar ist. Auf
metallischen oder nichtmetallischen Teilen bildet das Polyimid
Deckfilme, deren Dicke in geeigneter Weise einstellbar ist.
Zur Herstellung des Vielfach-Chip-Moduls werden zunächst mit
einer Halteeinrichtung 120 die einzelnen Chips 10 parallel im
Abstand von beispielsweise 2 mm gehaltert. Ein Wandteil 1 wird
in den Behälter eingelegt, so daß er vollständig von der Poly
imidlösung bedeckt ist. Dann wird die Einrichtung 120 mit den
parallel gehalterten Chips 10 in den Behälter 10 eingetaucht
und so weit dem Wandteil 1 genähert, daß sich kapillare Filme
zwischen den in der Lösung eintauchenden Kanten der Chips 10
und dem ebenen Wandteil 1 ausbilden. Dies wird in Abhängigkeit
von der Temperatur und Viskosität des Polyimids im allgemeinen
bei etwa 0,5 mm Abstand sein. Anschließend werden zunächst
die Überschußmengen abgesaugt und durch Nachfüllen von Poly
imidlösung die ausgebildeten Filme bis auf ein vorgegebenes
Maß verstärkt. Durch entsprechende Steuerung dieses Vorganges
und gegebenenfalls Verschwenken des Behälters läßt sich errei
chen, daß sich beispielsweise das unsymmetrische Zwischenteil
15 gemäß Fig. 2 mit vorgegebener Geometrie ausbildet. Auf die so
hergestellten Verbindungsteile und das beschichtete Wandteil
können dann nach bekannten lithographischen Methoden Leiter
bahnen aufgebracht werden.
Das lithographische Aufbringen der Leiterbahnen 25 erfolgt
durch sich einander anschließende Tauchbelackungs-, Metalli
sierungs-, Belichtungs- und Trockenätzschritte. Dabei kann
nunmehr für die gesamte Anordnung unter gleichen Bedingungen
gearbeitet werden, wobei eine Reihe von Verfahrensschritten
gleichzeitig für den gesamten Stapel und die anderen Verfah
rensschritte nacheinander durch jeweiliges Aufblättern der
diesbezüglichen Chips gemäß Fig. 4 erfolgen. Auch dabei sind
aber unter obigen Voraussetzungen gleiche Verfahrensbedingungen
gegeben.
Bei der Strukturierung der aufgebrachten Polyimid-Schichten
bzw. -Zwischenteile wird ein Projektionsverfahren ausreichen
der Tiefenschärfe verwendet. Somit können Kontaktstellen 24,
die sich an beliebigen Stellen auf dem Chip befinden, sowie
Kontaktstellen 26 im Bereich der vorteilhaft parallel durch
laufenden Leiterbahnen 25 des Wandteils 1 belichtet werden.
Nacheinander werden durch Weiterblättern auf diese Weise für
die Gesamtheit der Chips in einem Arbeitsgang mit im allge
meinen verschiedenen Masken die Kontaktlöcher markiert. Nach
Tauchentwicklung wird anschließend möglichst in einem isotropen
Plasmaätzprozeß die Gesamtheit der Löcher im Polyimid geöffnet
und durch weitere Tauchbelackungs-, Metallisierungs-, Belich
tungs- und Trockenätzschritte die Kontaktierung der Chips ver
vollständigt. Dabei können - insbesondere auch zur Reduktion
der Induktivität - mehrere übereinanderliegende Ebenen von
Leiterbahnen realisiert werden.
Aus Fig. 5 ist insbesondere der Belichtungsvorgang zur Herstel
lung der Kontaktierungen 24 bzw. 26 ersichtlich. Isolations
fehler zwischen den Chips können dadurch vermieden werden, daß
jeweils die durch Polyimid überzogene Unterseite der Chips, die
unter dem Polyimid gegebenenfalls sogar eine metallische Auf
lage aufweisen kann, keine offene Metallisierung mehr trägt.
Da bei den aufgeklappten Chips gefordert wird, daß die Belich
tung eine hinreichende Tiefenschärfe aufweist, kommt für ein
derartiges Verfahren auch ein Elektronenstrahlschreiben in
frage, wenn ein passender Lack vorhanden ist. Da nur wenige
relativ grobe Strukturen zu schreiben sind, genügt ein Elek
tronen-Bündel mit relativ großer Querschnittsfläche und rela
tiv großem Strahlstrom. Ein wesentlicher Vorteil des Elek
tronenverfahrens ist, daß hier ein Maskenwechsel beim "Um
blättern" der Chips entfällt.
Die Herstellung des beschriebenen Vielfach-Chip-Moduls wird
um so preiswerter je mehr Einzelchips vorhanden sind. Gege
benenfalls können auch auf einer Rückwand mehrere Reihen von
Chips nebeneinander angeordnet werden.
Claims (21)
1. Vielfach-Chip-Modul aus einzelnen VLSI/ULSI-Chips, bei
spielsweise Speicher oder Prozessoren, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einzelnen Chips (10) längs
einer Kante über Zwischenteile (15) aus flexiblem, struktu
rierbarem Material mit einem ebenen Wandteil (1), das Lei
terbahnen trägt, verbunden sind und daß die einzelnen Chips
(10) einen dreidimensionalen, durch Weiterblättern nach Art
eines Buches zwischen beliebigen Chips (10) aufklappbaren
Stapel bilden.
2. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (15)
photostrukturierbar sind.
3. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (15)
elektronenstrukturierbar sind.
4. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (15) aus
Kunststoff, insbesondere aus Polyimid, bestehen.
5. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das rückwärtige Wandteil
(1) starr ist.
6. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das rückwärtige Wandteil
(1) flexibel ist.
7. Vielfach-Chip-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte
Stapel (1, 10) mit Polyimid umhüllt ist.
8. Vielfach-Chip-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß auf einem
Wandteil (1) mehrere Reihen von Chips (10) nebeneinander
angeordnet sind.
9. Vielfach-Chip-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
einzelnen Chips (10) Kühlfolien (35) angeordnet sind.
10. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kühlfolien (35) rückseitig mit
einer gemeinsamen Kühleinrichtung (40) verbunden sind.
11. Vielfach-Chip-Modul nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (40) durch
sog. Kühlfinger ("heat pipe") gebildet ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Vielfach-Chip-Moduls nach
Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 11 mit folgenden
Verfahrensschritten:
- a) Die einzelnen Chips werden parallel im Abstand als Stapel gehaltert;
- b) ein Wandteil wird in eine Kunststofflösung, vorzugsweise aus Polyimid, mit vorgegebener Viskosität und Temperatur eingebracht, so daß es vollständig von der Lösung bedeckt ist;
- c) der Stapel der im Abstand gehalterten Chips wird in die Lösung getaucht und dem Wandteil so weit genähert, daß sich kapillare Filme zwischen den in der Lösung eintauchen den Kanten der Chips und dem ebenen Wandteil ausbilden;
- d) durch Absaugen von Überschußmengen der Lösung und/oder geeignete Temperaturführung und wieder anschließendes Nachfüllen von Kunststofflösung werden aus den Filmen kom pakte Zwischenteile zwischen den Chips und dem Wandteil gebildet;
- e) auf die Verbindungsteile und das Wandteil werden litho graphisch Leiterbahnen aufgebracht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei Verfahrensschritt a) der
Abstand der Chips so groß gewählt ist, daß sich beim Ein
tauchen des Stapels in die Kunststofflösung keine Verbindungen
zwischen den einzelnen Chips bilden.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei Verfahrensschritt c) der
Abstand zum Wandteil bei etwa 0,5 bis 1 mm liegt und bei
Verfahrensschritt a) der Abstand der Chips untereinander
wenigstens das Zweifache davon ist.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß das lithographische Auf
bringen der Leiterbahnen durch sich jeweils anschließende
Tauchbelackungs-, Metallisierungs-, Belichtungs- und
Trockenätzschritte erfolgt.
16. Verfahren nch Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Herstellen der Kontak
tierungen jeweils bei aufgeklappten Chips gleichermaßen
die Kontaktstellen auf der Chip-Oberfläche und die Kon
taktstellen im Bereich der rückseitig durchlaufenden Lei
terbahnen einschließlich des Wandteiles belichtet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Belichtungsvorgang nach
Weiterblättern des Stapels aus den klappbaren Chips unter
gleichen Arbeitsbedingungen an allen Chips erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß nach Abschluß der Belichtung
der einzelnen Chips und der zugehörigen Leiterbahnen eine ge
meinsame Tauchentwicklung des gesamten Stapels erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Anschluß an die Tauchent
wicklung ein isotroper Plasmaätzprozeß zur Öffnung der Ge
samtheit der Löcher in der Polyimid-Schicht erfolgt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Unterseiten
der Chips komplett mit Polyimid überzogen werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein fertiger
Chip-Modul bei aufgeklappten Chips getestet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931238 DE3931238A1 (de) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | Vielfach-chip-modul und verfahren zu dessen herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931238 DE3931238A1 (de) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | Vielfach-chip-modul und verfahren zu dessen herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3931238A1 true DE3931238A1 (de) | 1991-03-28 |
DE3931238C2 DE3931238C2 (de) | 1992-11-05 |
Family
ID=6389727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893931238 Granted DE3931238A1 (de) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | Vielfach-chip-modul und verfahren zu dessen herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3931238A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0575806A2 (de) * | 1992-06-24 | 1993-12-29 | International Business Machines Corporation | Packung für integrierte Schaltungschips |
US5790380A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-04 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating a multiple chip module using orthogonal reorientation of connection planes |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10335580A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体パッケージおよびこれを用いた半導体モジュール |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0015583A1 (de) * | 1979-03-12 | 1980-09-17 | International Business Machines Corporation | Vertikale Montierung eines integrierten Halbleiterschaltungschips |
GB2153144A (en) * | 1984-01-13 | 1985-08-14 | Standard Telephones Cables Ltd | Circuit packaging |
US4783695A (en) * | 1986-09-26 | 1988-11-08 | General Electric Company | Multichip integrated circuit packaging configuration and method |
-
1989
- 1989-09-19 DE DE19893931238 patent/DE3931238A1/de active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0015583A1 (de) * | 1979-03-12 | 1980-09-17 | International Business Machines Corporation | Vertikale Montierung eines integrierten Halbleiterschaltungschips |
GB2153144A (en) * | 1984-01-13 | 1985-08-14 | Standard Telephones Cables Ltd | Circuit packaging |
US4783695A (en) * | 1986-09-26 | 1988-11-08 | General Electric Company | Multichip integrated circuit packaging configuration and method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0575806A2 (de) * | 1992-06-24 | 1993-12-29 | International Business Machines Corporation | Packung für integrierte Schaltungschips |
EP0575806A3 (de) * | 1992-06-24 | 1994-03-16 | Ibm | |
US5790380A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-04 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating a multiple chip module using orthogonal reorientation of connection planes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3931238C2 (de) | 1992-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69715056T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Erzeugung feiner Muster auf Leiterplatten | |
DE69111890T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtleiterplatte. | |
DE2758140C2 (de) | Modul mit einer Anzahl jeweils auf Halbleiterplättchen integrierter Schaltkreise | |
DE69833193T2 (de) | Verfahren zur herstellung mehrerer elektronischer bauteile | |
DE10145147A1 (de) | Anschlußstruktur und zugehöriges Herstellungsverfahren sowie die Anschlußstruktur verwendende Prüfanschlußanordnung | |
WO2005081315A2 (de) | Halbleiterbauteil mit einem stapel aus halbleiterchips und verfahren zur herstellung desselben | |
DE10151125A1 (de) | Anschlussstruktur und zugehöriges Herstellungsverfahren sowie die Anschlussstruktur verwendende Prüfanschlussanordnung | |
DE2945533A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines verdrahtungssystems und mit einem derartigen verdrahtungssystem versehene halbleiteranordnung | |
EP0016925B1 (de) | Verfahren zum Aufbringen von Metall auf Metallmuster auf dielektrischen Substraten | |
DE10320646A1 (de) | Elektronisches Bauteil, sowie Systemträger und Nutzen zur Herstellung desselben | |
DE19957326A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kontaktstrukturen | |
DE1640457B1 (de) | Elektrische Verbindungen in Schaltkreisanordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP0358867A1 (de) | Flip-Chip-Montage mit einer Lötstoppschicht aus einem oxidierbaren Metall | |
DE2555299A1 (de) | Verfahren zur herstellung von vielschichtchips fuer mikroelektrische anordnungen | |
DE10020714A1 (de) | Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung | |
DE2420739A1 (de) | Halterungsvorrichtung fuer gedruckte schaltungen | |
DE19801493A1 (de) | Halbleitergehäuse und dieses verwendendes Halbleitermodul | |
DE3931238C2 (de) | ||
DE69615628T2 (de) | Elektronisches Mehrschichtbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3337300A1 (de) | Verfahren zum herstellen integrierter halbleiterschaltkreise | |
DE3440109C2 (de) | ||
DE69507924T2 (de) | Herstellungsverfahren für eine anordnung, wobei ein längsträger mit leiterbahnen zur elektrischen kontaktierung eines halbleiterelements versehen ist | |
DE69320908T2 (de) | Methode und Apparat zur Herstellung einer metallischen Verbindungsstruktur auf einem Integriertem-Schaltungs-Modul | |
EP0931439B1 (de) | Verfahren zur bildung von mindestens zwei verdrahtungsebenen auf elektrisch isolierenden unterlagen | |
DE19817530C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtstrukturen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |