DE4109363C2 - Adhesive connection between an electronic component and a substrate and method for producing the adhesive connection - Google Patents
Adhesive connection between an electronic component and a substrate and method for producing the adhesive connectionInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Klebverbindung zwischen einem elektrischen/elektronischen Bauteil und einem mit Leiterbahnstruktur oder dergleichen versehenen Substrat, mit einem elektrisch leitenden ersten Kleber, der mit Anschlüssen des Bauteils verbunden ist und mit einem elektrisch isolierenden zweiten Kleber, der zwischen einer Befestigungsfläche des Bauteils und einer Montagefläche des Substrats angeordnet ist. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die Kleber (8, 11) als Schmelzkleber ausgebildet sind und daß sich der erste Kleber (8) von den Anschlüssen (3) bis zu Anschlußpunkten (14) der Leiterbahnstruktur (12) erstreckt.The invention relates to an adhesive connection between an electrical / electronic component and a substrate provided with a conductor track structure or the like, with an electrically conductive first adhesive which is connected to connections of the component and with an electrically insulating second adhesive which is between a fastening surface of the component and a Mounting surface of the substrate is arranged. It is characterized in that the adhesives (8, 11) are designed as hot-melt adhesives and that the first adhesive (8) extends from the connections (3) to connection points (14) of the conductor track structure (12).
Description
Die Erfindung betrifft eine Klebverbindung zwischen einem elektrischen/elektronischen Bauteil und einem mit Leiterbahnstruktur oder dergleichen versehenen Substrat, mit einem elektrisch leitenden, ersten Kleber, der mit Anschlüssen des Bauteils verbunden ist und mit einem elektrisch isolierenden, zweiten Kleber, der zwischen einer Befestigungsfläche des Bauteils und einer Montagefläche des Substrats an geordnet ist.The invention relates to an adhesive bond between an electrical / electronic component and one provided with conductor track structure or the like Substrate, with an electrically conductive, first Adhesive that is connected to the connections of the component and with an electrically insulating, second Adhesive that is between a mounting surface of the Component and a mounting surface of the substrate is ordered.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 332 402 ist es bekannt, zwischen zwei elektrischen Bauelementen eine Klebverbindung auszubilden. Ein erster Kleber, der elektrisch isolierende Eigenschaften besitzt, ist in Bereichen der Bauelemente zwischen diesen angeordnet, in denen sich keine elektrischen Leiteranordnungen be finden. Dort, wo sich elektrische Leiteranordnungen der Bauelemente gegenüberliegen, ist auf der Leiteranordnung von einem der Bauele mente ein elektrisch leitender Kleber aufgebracht, in den elektrisch leitende Kontaktkörper eingebettet sind. Diese Kontaktkörper sind in ihrem aus dem elektrisch leitenden Körper herausragenden Bereich im elektrisch isolierenden Kleber eingebettet und erstrecken sich bis zur Leiteranordnung des anderen Bauelementes, das heißt, sie liegen an dieser Leiteranordnung an, so daß ein elektrischer Kontakt herge stellt wird.From European patent application 0 332 402 it is known between two electrical components to form an adhesive connection. A first glue, which has electrically insulating properties, is in areas of components between these arranged in which there are no electrical conductor arrangements Find. Wherever there are electrical conductor arrangements of the components opposite, is on the conductor arrangement of one of the components an electrically conductive adhesive is applied in the electrical conductive contact bodies are embedded. These contact bodies are in their protruding area from the electrically conductive body electrically insulating glue embedded and extending up to the conductor arrangement of the other component, that is, they lie to this conductor arrangement so that an electrical contact is produced is posed.
Weiterhin ist aus der DE 38 44 420 A1 ein Verfahren zum Anschluß von Kontakten einer ersten elektrischen Baueinheit an Kontakte einer zweiten elektrischen Baueinheit bekannt, bei dem die Anschlußzonen der Baueinheiten zueinander ausgerichtet werden und über einen mit elektrisch leitenden Partikeln versehenen Heißschmelzkleber verklebt werden, wobei die Partikel in dem Kleber anfänglich nicht durchgän gig leitend miteinander verbundenen sind. Durch Druck und zeitweili ges Erhitzen des Heißschmelzklebers, welcher streifenförmig zwischen den einander zugeordneten Kontakten der beiden Baueinheiten angeord net ist, wird erreicht, daß sich die leitenden Partikeln jeweils zwischen den paarweise einander zugewandten Kontakten der beiden Baueinheiten berühren und so eine elektrische Verbindung zwischen diesen Kontakten ausbilden, während die Abstände der Partikel zwi schen den nebeneinander liegenden Kontakten groß genug bleiben, um eine durchgehende elektrische Verbindung zu verhindern. In den Zonen zwischen den nebeneinander liegenden Kontakten bleibt der Kleber da her isolierend.Furthermore, DE 38 44 420 A1 describes a method for connecting Contacts of a first electrical unit to contacts of a known second electrical assembly in which the connection zones of the units are aligned with each other and with one hot melt adhesive provided with electrically conductive particles with the particles in the adhesive initially not permeating are connected to each other in a highly conductive manner. Through pressure and sometimes heating the hot-melt adhesive, which is stripe-shaped between the mutually assigned contacts of the two units arranged net, it is achieved that the conductive particles each between the contacts of the two facing each other in pairs Touch units and so an electrical connection between form these contacts, while the spacing of the particles between the contacts next to each other remain large enough to to prevent a continuous electrical connection. In the zones the adhesive remains between the contacts lying next to each other isolating her.
Aus der DE 39 13 115 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von elek trisch leitfähigen Mustern auf Substraten bekannt, bei dem eine lichtempfindliche Schicht auf das Substrat aufgebracht wird, welche durch Belichtung ihre Klebrigkeit ändert. Nach Erzeugung des klebri gen Musters wird ein metallhaltiges Pulver auf das Substrat aufge bracht wird. Durch eine Wärmebehandlung kann das klebrige Muster entfernt und das Metallpulver zu einem zusammenhängenden Muster von Leiterbahnen gesintert werden.DE 39 13 115 A1 describes a process for the production of elec trically conductive patterns on substrates known, in which a photosensitive layer is applied to the substrate, which changes their stickiness by exposure. After generating the klebri A metal-containing powder is applied to the substrate according to the pattern is brought. A heat treatment can remove the sticky pattern removed and the metal powder into a coherent pattern of Conductor tracks are sintered.
Aus der DE 37 01 343 C2 ist ein Verfahren zur Montage eines IC- Bausteins auf einem mit einem Leitungsmuster versehenen flexiblen Substrat bekannt, bei dem auf das Leitungsmuster ein Heißsiegelmit tel aufgedruckt wird, die Anschlüsse des IC-Bausteins auf die lei tende Paste aufgebracht werden und die Anschlüsse des IC-Bausteins durch Warmpressen mittels eines beheizten Stempels mit dem Leitungs muster verbunden werden.DE 37 01 343 C2 describes a method for assembling an IC Building block on a flexible provided with a wiring pattern Known substrate in which a heat seal with the line pattern tel is printed, the connections of the IC module on the lei be applied paste and the connections of the IC module by hot pressing using a heated stamp with the pipe pattern.
Der Gegenstand der Erfindung befaßt sich mit einer Klebeverbindung zwischen elektrischen Bauelementen.The object of the invention is concerned with an adhesive connection between electrical components.
Die erfindungsgemäße Klebvorrichtung mit den im Hauptanspruch ge nannten Merkmalen hat den Vorteil, daß auf einfache Weise elektri sche/elektronische Bauelemente sowohl montiert als auch elektrisch angeschlossen werden. Hierzu werden zwei unterschiedliche Schmelz kleber mit verschiedenen Erweichungstemperaturen verwandt. Vorzugs weise ist die Erweichungstemperatur des ersten elektrisch leitfähi gen Klebers größer als die Erweichungstemperatur des zweiten elek trisch isolierenden Klebers, so daß die Kleber nach Aufsetzen des Bauteils auf das Substrat bei verschiedenen Temperaturen aufge schmolzen werden können. Der erste Kleber erstreckt sich zwischen den Leiteranordnungen der beiden Bauelemente und stellt somit eine elektrische Verbindung direkt her, also ohne Zwischenschaltung der aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktkörper. Der zweite Kleber verbindet eine Befestigungsfläche des einen Bauelementes mit einer Montagefläche des anderen Bauelementes, wobei insgesamt eine im we sentlichen ganzflächige Klebemontage vorliegt, die einerseits mit tels des ersten und andererseits mittels des zweiten Klebers reali siert ist. Damit lassen sich beispielsweise einfache Face-down- Montagen eines elektrischen/elektronischen Bauteils (zum Beispiel eines ICs) auf Leiterbahnstrukturen eines Substrats (zum Beispiel eines Mikro-Hybrids oder Dünnschicht-Hybrids) durchführen.The adhesive device according to the invention with the ge in the main claim mentioned features has the advantage that electri in a simple manner electronic components both assembled and electrical be connected. To do this, two different enamel glue related to different softening temperatures. Preferential the softening temperature of the first is electrically conductive glue is greater than the softening temperature of the second elec trisch insulating glue so that the glue after putting on the Component applied to the substrate at different temperatures can be melted. The first glue extends between the conductor arrangements of the two components and thus represents one electrical connection directly, ie without the intermediary of contact body known from the prior art. The second glue connects a mounting surface of one component with one Mounting surface of the other component, with a total of one in the Substantial full-surface adhesive assembly is present, on the one hand with means of the first and secondly by means of the second adhesive reali is. For example, simple face-down Assembly of an electrical / electronic component (for example of an IC) on conductor structures of a substrate (for example micro-hybrid or thin-layer hybrid).
Eine gute Wärmeabfuhr vom Bauteil zum Substrat kann dadurch erreicht werden, daß der zweite Kleber ein Kleber mit einer hohen Wärmeleit fähigkeit ist. Der zweite Kleber kann Metalloxyde aufweisen, die ei nerseits elektrisch isolierend, andererseits jedoch eine hohe Wärme leitfähigkeit besitzen.Good heat dissipation from the component to the substrate can thereby be achieved be that the second adhesive is an adhesive with a high thermal conductivity ability is. The second adhesive may have metal oxides that are on the one hand electrically insulating, but on the other hand high heat have conductivity.
Für seine elektrische Leitfähigkeit weist der erste Kleber einen Füllstoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit auf. Dieser Füllstoff kann vorzugsweise Gold oder Silber sein.The first adhesive has one for its electrical conductivity Filler with high electrical conductivity. This filler can preferably be gold or silver.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung zwischen einem elektrischen/elektronischen Bauteil und einem mit einer Leiterbahnstruktur versehenen Substrat, wobei ein elektrisch leitender, erster Kleber mit den Anschlüssen des Bau teils verbunden und ein elektrisch isolierender, zweiter Kleber zwi schen einer Befestigungsfläche des Bauteils und einer Montagefläche des Substrats angeordnet wird, wobei der erste Kleber auf die An schlüsse und/oder auf Anschlußpunkte der Leiterbahnstruktur aufge bracht wird und dann ein relatives Justieren von Bauteil und Sub strat sowie ein Aufheizen bis zum Erreichen der Erweichungstempera turen der Schmelzkleber erfolgt, wobei eine Verbindung des jeweils erreichten Klebers zwischen den Anschlüssen und den Anschlußpunkten sowie der Befestigungsfläche und der Montagefläche entsteht und wo bei zwei Schmelzkleber verwendet werden, die unterschiedliche Erwei chungstemperaturen aufweisen. The invention further relates to a method for producing a Adhesive connection between an electrical / electronic component and a substrate provided with a conductor track structure, wherein an electrically conductive, first adhesive with the connections of the building partly connected and an electrically insulating, second adhesive between a mounting surface of the component and a mounting surface of the substrate is arranged, wherein the first adhesive on the An conclusions and / or on connection points of the conductor structure is brought and then a relative adjustment of component and sub strat and heating up until the softening temperature is reached structures of the hot melt adhesive takes place, a connection of each reached adhesive between the connections and the connection points as well as the mounting surface and the mounting surface and where when two hot melt adhesives are used, the different expansions have temperatures.
Vorzugsweise wird das Bauteil im wesentlichen ganzflächig mittels des ersten und des zweiten elektrisch isolierenden Klebers auf das Substrat geklebt.The component is preferably essentially covered over the entire surface of the first and second electrically insulating adhesives on the Glued substrate.
Zur Herstellung der Klebverbindung ist es vorteilhaft, wenn zunächst auf die Anschlüsse aufweisende Seite des Bauteils ein Fotolack oder dergleichen aufgebracht wird. Das Aufbringen des Fotolacks erfolgt vorzugsweise mittels eines Schleuderverfahrens.To produce the adhesive connection, it is advantageous if first a photoresist or the like is applied. The photoresist is applied preferably by means of a centrifugal process.
Anschließend wird dann der die Anschlüsse abdeckende Bereich des Fo tolacks zur Annahme eines klebrigen Zustandes belichtet. Der Fotolack oder die Fotobeschichtung ist also derart ausgebildet, daß ihre Belichtung zu der Ausbildung einer Kleb struktur der belichteten Flächen führt. Auf die so gebildeten klebrigen Bereiche wird dann der erste Kleber aufgebracht. Dieser befindet sich vorzugs weise im Zustand eines Pulvers oder eines Granu lats, so daß beim Aufbringen auf den jeweiligen klebrigen Bereich ein entsprechender Anteil des er sten Klebers, der sich noch nicht in seinem klebri gen Zustand befindet, haftet; der übrige Anteil des Klebers, der nicht an den klebrigen Bereichen haf tet, fällt von der entsprechenden Oberfläche des Bauteils herab und kann aufgefangen und wieder ver wendet werden.Then the area of the Fo covering the connections tolacks to accept a sticky condition exposed. The photoresist or the photo coating is thus designed in such a way that their exposure to form a glue structure of the exposed areas. To that The sticky areas formed then become the first Glue applied. This is preferred wise in the state of a powder or granule lats so that when applied to each sticky area a corresponding proportion of he most glue that is not yet in its glue is in good condition, liable; the rest of the Glue that doesn't stick to the sticky areas tet falls from the corresponding surface of the Component down and can be collected and ver be applied.
Anschließend wird dann der die Befestigungsfläche abdeckende Anteil des Fotolacks zur Annahme eines klebrigen Zustandes belichtet und der zweite Kle ber, vorzugsweise ebenfalls als Pulver oder als Granulat, aufgebracht. Auch der zweite Kleber be findet sich nicht in seinem klebrigen Zustand, das heißt, er weist eine Temperatur auf, die unterhalb der Erweichungstemperatur liegt. Auch hier wird der Überschuß wieder von der Oberfläche des Bauteils entfernt. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der erste oder der zweite Kleber auf das Bauteil "aufgerüttelt" wird.Then the mounting surface covering portion of the photoresist to accept a sticky state exposed and the second Kle About, preferably also as a powder or as Granules, applied. Also the second adhesive is not in its sticky state that means it has a temperature below the softening temperature. Here too the Excess again from the surface of the component away. In particular, it can be provided that the first or the second adhesive on the component is "shaken".
Schließlich wird dann das Bauteil auf eine erste Temperatur gebracht, die zum Verdampfen des Foto lacks führt, wobei diese erste Temperatur kleiner als die Aufschmelztemperatur der Kleber ist. Hier durch wird der Fotolack oder dergleichen entfernt ("ausgeheizt").Finally, the component is then placed on a first one Brought temperature to evaporate the photo lacks leads, this first temperature being lower than the melting temperature is the glue. Here by removing the photoresist or the like ("baked out").
Anschließend wird das Bauteil auf eine zweite hö here Temperatur gebracht, die zum Aufschmelzen bei der Kleber führt, so daß sich aus den Pulvern oder Granulaten der beiden Kleber eine durchgehende Kle berschicht bildet. Dabei befindet sich der erste Kleber auf den Anschlüssen des Bauelements und der zweite Kleber auf der Befestigungsfläche. Erster und zweiter Kleber können direkt aneinander gren zen. Dadurch, daß der zweite Kleber elektrisch iso liert, kommt es zu keinen Kurzschlüssen zwischen angrenzenden, mit dem ersten Kleber benetzten An schlüssen des Bauteils.Then the component is moved to a second height brought here temperature that the melting the glue leads so that the powder or Granules of the two adhesives form a continuous adhesive layer forms. Here is the first Glue on the connections of the component and the second adhesive on the mounting surface. First one and the second adhesive can be directly adjacent to each other Zen. Because the second adhesive is electrically there are no short circuits between adjacent An, wetted with the first adhesive close the component.
Das so präparierte Bauteil kann dann mittels der nachfolgend geschilderten Klebmontage auf einem Substrat befestigt werden. Sofern eine Vielzahl von zusammenhängenden Bauteilen zunächst für eine Kle bemontage mit dem ersten und dem zweiten Kleber versehen wird, also ein Vereinzeln der Bauteile (zum Beispiel der IC's) vorzunehmen ist, wird vor der Klebemontage eine Trennung der einzelnen, vor bereiteten Bauteile zum Beispiel durch Zersägen ei ner Wafer-Struktur oder dergleichen vorgenommen.The component prepared in this way can then be adhesive assembly on a Substrate are attached. Unless a variety of connected components first for a Kle assembly with the first and the second adhesive is provided, so a separation of the components (for example the IC's) has to be done before the adhesive assembly a separation of the individual prepared components, for example by sawing ner wafer structure or the like.
Um nunmehr die Klebmontage eines oder mehrerer Bau teile auf dem Substrat vornehmen zu können, erfolgt zunächst eine Justierung zwischen Bauteil und Sub strat derart, daß die Anschlüsse des beziehungs weise der Bauteile in der gewünschten Position zur Leiterbahnstruktur des Substrats liegen. To now the adhesive assembly of one or more construction to be able to make parts on the substrate first an adjustment between component and sub strat such that the connections of the relationship assign the components in the desired position Conductor structure of the substrate lie.
Nach dieser Justierung wird das Bauteil auf eine dritte Temperatur aufgeheizt, was vorzugsweise da durch erfolgt, daß das Bauteil auf das auf die dritte Temperatur aufgeheizte Substrat aufgesetzt wird. Hierdurch kommt es zum Aufschmelzen des zwei ten elektrisch isolierenden Klebers, wobei jedoch der erste elektrisch leitende Kleber noch nicht aufschmilzt, da er eine höhere Erweichungs temperatur aufweist. Es bildet sich dadurch eine flächige, thermisch gut leitende, elektrisch iso lierende Klebverbindung zwischen Bauteil und Sub strat, wobei die Anschlüsse des Bauteils, die ins besondere als Bumpstrukturen ausgebildet sind, auf grund des Auftrages des ersten Klebers elektrisch leitende Kleberbumps aufweisen, die auf den Leiter bahnstrukturen des Substrats aufsetzen. Das Bauteil wird dann auf eine vierte höhere Temperatur aufge heizt, die zum Aufschmelzen des ersten Klebers führt, wodurch eine innige, elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen und der Leiter bahnstruktur hergestellt wird. Das Aufheizen des Bauteils auf die vierte Temperatur kann vorzugs weise über einen Stempel (Die Stempel) erfolgen, der eine zusätzliche Wärmemenge zum Erreichen der vierten Temperatur zuführt.After this adjustment, the component is placed on a third temperature heated, which is preferably there through that the component on the on third temperature heated substrate placed becomes. This causes the two to melt ten electrically insulating adhesive, however not the first electrically conductive adhesive melts as it has a higher softening temperature. This forms one flat, thermally well conductive, electrically iso luring adhesive connection between component and sub strat, with the connections of the component ins are especially designed as bump structures due to the application of the first adhesive electrically have conductive adhesive bumps on the conductor Place the web structures of the substrate. The component is then raised to a fourth higher temperature heats that to melt the first glue leads, creating an intimate, electrically conductive Connection between the connections and the conductor web structure is produced. Heating the Component to the fourth temperature can be preferred done wisely via a stamp (Die Stempel), which is an additional amount of heat to reach the fourth temperature.
Anschließend erfolgt dann eine Abkühlung der so ge bildeten Schaltungsanordnung.Subsequently, the ge is then cooled formed circuitry.
Da sich die Anschlüsse des Bauteils innerhalb des Umrisses der Bauteilfläche (zum Beispiel eines IC's) befinden, benötigt man für den Anschluß keine zusätzlichen Anschlußflächen, so daß eine er hebliche Flächeneinsparung gegenüber konventionel len Anschlußverfahren (wie zum Beispiel Bonden, das Bondflächen für die Bonddrähte mit einem entspre chenden Fan Out benötigt) gegeben ist. Auch gegen über den bekannten Anschlußverfahren mit Kontakt spinne besteht eine erhebliche Platzeinsparung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kontaktie rung im Vergleich zum Beispiel zum Dünndraht- oder Dickdrahtbonden -simultan durch den Aufschmelzvor gang erfolgt, so daß zum Beispiel viele hundert An schlüsse simultan, also gleichzeitig erstellt wer den können. Durch den zweiten, isolierenden Kleber, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann durch die Face Down Montage der Bauteile deren Ver lustleistung für eine gute Kühlung in Richtung des Substrats (zum Beispiel Keramiksubstrat mit Grund platte) abgeführt werden. Durch den Einsatz der er wähnten Schmelzkleber läßt sich eine hohe Elastizi tät der Klebverbindung (rund 300%) erzielen, was zu einer nahezu spannungsfreien Montage führt. Piezo effekte werden weitgehendst vermieden.Since the connections of the component are within the Outline of the component area (for example one ICs) are required for the connection no additional pads, so that he considerable space saving compared to conventional len connection procedures (such as bonding, the Bond areas for the bond wires with an equivalent fan out) is given. Against about the known connection method with contact spider saves a lot of space. On Another advantage is that the contact compared to, for example, thin wire or Thick wire bonding - simultaneous through the reflow Gang takes place, so that, for example, many hundreds of conclusions simultaneously, that is, who created at the same time that can. With the second insulating glue, which has a high thermal conductivity, can through the face down assembly of the components their ver pleasure for good cooling towards the Substrate (for example ceramic substrate with base plate) are removed. By using the he mentioned hot melt adhesive has a high elasticity the adhesive bond (around 300%) achieve what almost tension-free assembly. Piezo effects are largely avoided.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, daß das Bauteil mit Fotolack und dem er sten beziehungsweise zweiten Kleber beschichtet wird. Es ist selbstverständlich auch der umgekehrte Vorgang möglich, der darin besteht, daß das Sub strat entsprechend behandelt wird. Auch ist es mög lich, sowohl auf dem Bauteil und auch auf dem Sub strat den oder die Kleber mittels Fotolack aufzu bringen.Of course, the invention is not based on this limited that the component with photoresist and which he most or second adhesive coated becomes. It is of course the reverse Operation possible, which consists in the sub strat is treated accordingly. It is also possible Lich, both on the component and on the sub strat the adhesive (s) using photoresist bring.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the figures explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Wafers, der aneinanderhängende Bauteilstrukturen aufweist, Fig. 1 includes a schematic view of a wafer of the mutually coherent component structures,
Fig. 2 den Wafer der Fig. 2 mit Fotolackbe schichtung, Fig. 2 coating the wafer of FIG. 2 with Fotolackbe,
Fig. 3 die Anordnung der Fig. 2 mit auf An schlüssen der Bauteile aufgebrachten elektrisch leitenden Kleber, Fig. 3 shows the arrangement of Fig. 2 with circuits on components on the applied electrically conductive adhesive,
Fig. 4 die Anordnung der Fig. 3 mit zwischen den Anschlüssen aufgebrachten elektrisch isolierenden Kleber, Fig. 4 shows the arrangement of FIG. 3 between the terminals applied electrically insulating adhesive,
Fig. 5 eine Vereinzelung der Bauteile des Wafers gemäß der Anordnung der Fig. 4 und Fig. 5 is a separation of the components of the wafer according to the arrangement of FIGS. 4 and
Fig. 6 eine Klebmontage eines Bauteils auf ein mit Leiterbahnstrukturen versehenes Sub strat. Fig. 6 is an adhesive assembly of a component on a provided with conductor structures sub strat.
Die Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Wafers 1, der einstückig aneinanderhängende elektronische Bauteile 2 aufweist, die zum Beispiel als inte grierte Schaltungen (IC's) ausgebildet sein können. Die einzelnen Bauteile weisen Anschlüsse 3 auf, die als Bumps ausgebildet sind. Diese Bumps besitzen etwa eine Höhe von 4 µm. Fig. 1 shows a portion of a wafer 1 , which has integral electronic components 2 , which can be formed, for example, as integrated circuits (IC's). The individual components have connections 3 which are designed as bumps. These bumps are approximately 4 µm high.
Gemäß Fig. 2 wird auf der nach oben liegenden Un terseite 4 der elektronischen Bauteile 2 eine foto empfindliche Schicht 5, insbesondere ein Fotolack 6 aufgebracht. Dies erfolgt vorzugsweise mit einer Dicke von ca. 5 µm. Für das Aufbringen wird insbe sondere ein Schleuderverfahren eingesetzt.Referring to FIG. 2, a photosensitive layer 5, in particular, a photoresist 6 is applied to the underside by overhead Un 4 of the electronic components 2. This is preferably done with a thickness of about 5 microns. In particular, a centrifugal process is used for the application.
Anschließend werden die die Anschlüsse 3 abdecken den Bereiche 7 des Fotolacks 6 belichtet, wodurch diese Bereiche 7 einen klebrigen Zustand einnehmen. Die Belichtung kann mit einer geeigneten Maske er folgen. Auf den Fotolack 6 wird dann ein erster Kleber 8 als Granulat aufgebracht, vorzugsweise aufgerüttelt. Dieser erste Kleber ist elektrisch leitend; er weist vorzugsweise einen Füllstoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, vorzugsweise Sil ber oder Gold, auf. Das Granulat des ersten Klebers 8, was selbst nicht klebrig ist, haftet beim Auf bringen auf den klebrigen Bereichen 7; der Rest des Granulats rutscht von der Fotolackschicht (Fotolack 6) ab, so daß sich der in der Fig. 3 dargestellte Zustand ergibt. Die einzelnen Bumps sind hierdurch mit Granulat des ersten Klebers 8 versehen.The areas 3 of the photoresist 6 covering the connections 3 are then exposed, as a result of which these areas 7 assume a sticky state. The exposure can he follow with a suitable mask. A first adhesive 8 is then applied to the photoresist 6 as granules, preferably shaken up. This first adhesive is electrically conductive; it preferably has a filler with high electrical conductivity, preferably silver or gold. The granules of the first adhesive 8 , which itself is not sticky, adheres when brought on to the sticky areas 7 ; the rest of the granulate slips off the photoresist layer (photoresist 6 ), so that the state shown in FIG. 3 results. As a result, the individual bumps are provided with granules of the first adhesive 8 .
Nachfolgend wird dann - gemäß Fig. 4 - ein eine Be festigungsfläche 9 jedes Bauteils 2 abdeckender An teil 10 des Fotolacks 6 in einem zweiten Belich tungsvorgang in den klebrigen Zustand überführt. Es wird dann das Granulat eines zweiten Klebers 11 aufgebracht, so daß die Granulatkörper an den kleb rigen Anteilen 10 des Fotolacks 6 haften. Dies er folgt - wie aus der Fig. 4 ersichtlich - vorzugs weise zwischen den Anschlüssen 3 der einzelnen Bau elemente 2.Hereinafter, then - as shown in FIG. 4 - a Be a mounting surface 9 of each component 2-covering of part 10 of the photoresist 6 in a second EXPOSURE process in the tacky state transferred. Then the granules of a second adhesive 11 are applied so that the granules adhere to the adhesive portions 10 of the photoresist 6 . This he follows - as can be seen from Fig. 4 - preference, between the connections 3 of the individual construction elements 2nd
Bei dem ersten Kleber 8 und dem zweiten Kleber 11 handelt es sich jeweils um Schmelzkleber, die im granulatförmigen Zustand nicht klebrig sind, son dern erst durch entsprechende Temperaturbeaufschla gung in den klebrigen Zustand versetzt werden kön nen. Bei dem zweiten Kleber handelt es sich um einen elektrisch isolierenden Kleber.The first adhesive 8 and the second adhesive 11 are hot melt adhesives, which are not sticky in the granular state, but can only be put into the sticky state by appropriate temperature application. The second adhesive is an electrically insulating adhesive.
Anschließend wird der Wafer 1 auf eine erste Tempe ratur gebracht, die dazu führt, daß der Fotolack 6 "ausgeheizt" wird, das heißt, er verdampft.The wafer 1 is then brought to a first temperature, which leads to the photoresist 6 being “baked out”, that is to say it evaporates.
Dann werden die Bauteile 2 auf eine zweite Tempera tur gebracht, die zum Aufschmelzen der Kleber 8 und 11 führt, so daß sich aus den Granulaten der beiden Kleber eine durchgehende Kleberschicht bildet.Then the components 2 are brought to a second tempera ture, which leads to the melting of the adhesives 8 and 11 , so that a continuous adhesive layer forms from the granules of the two adhesives.
Gemäß Fig. 5 können dann die einzelnen Bauelemente 2 durch Zersägen des Wafers 1 separiert werden.According to Fig. 5 then the individual components 2 can be separated by sawing the wafer 1.
Um nun - gemäß Fig. 6 - ein Bauteil 2 auf einem mit Leiterbahnstruktur 12 versehenes Substrat 13 zu be festigen, wird zunächst das Bauteil 2 relativ zum Substrat derart justiert, daß die Anschlüsse 3 des Bauteils 2 entsprechenden Anschlußpunkten 14 der Leiterbahnstruktur 12 gegenüberliegen.To now - according to FIG. 6 - to fix a component 2 on a substrate 13 provided with conductor structure 12 , component 2 is first adjusted relative to the substrate in such a way that the connections 3 of component 2 correspond to corresponding connection points 14 of the conductor structure 12 .
Nach dieser Justierung wird das Bauteil 2 auf das eine dritte Temperatur aufgeheizte Substrat 13 auf gesetzt, wobei die dritte Temperatur zum Aufschmel zen des zweiten Klebers 11, jedoch nicht zum Auf schmelzen des ersten Klebers 8, führt. Zum Beispiel besitzt das Substrat 13 eine Temperatur von etwa 150°C, so daß der bei niedriger Temperatur schmel zende Kleber 11 aufschmilzt und eine flächige ther misch leitende Klebverbindung zwischen dem Bauteil 2 und dem Substrat 13 entsteht. Dabei setzen die durch den ersten Kleber 8 gebildeten Kleberbumps auf den Anschlußpunkten 14 der Leiterbahnstruktur 12 des Substrats 13 auf. Es wird dann mittels eines Stempels eine zusätzliche Wärmemenge dem Bauteil 2 zugeführt, die zum Erreichen einer vierten Tempera tur führt, bei der der erste Kleber 8 aufschmilzt, was zum Beispiel bei ca. 190°C erfolgen kann, wo durch die Klebebumps aufschmelzen und ein elektri scher Kontakt zwischen den Anschlüssen 3 und den Anschlußpunkten 14 hergestellt wird.After this adjustment, the component 2 is placed on the substrate 13 heated to a third temperature, the third temperature leading to the melting of the second adhesive 11 , but not to the melting of the first adhesive 8 . For example, the substrate 13 has a temperature of about 150 ° C, so that the melting at low temperature melting adhesive 11 melts and a flat thermally conductive adhesive bond between the component 2 and the substrate 13 is formed. The adhesive bumps formed by the first adhesive 8 are placed on the connection points 14 of the conductor track structure 12 of the substrate 13 . An additional amount of heat is then supplied to the component 2 by means of a stamp, which leads to reaching a fourth temperature, at which the first adhesive 8 melts, which can take place, for example, at approximately 190 ° C., where the adhesive bumps melt and a electrical shear contact between the terminals 3 and the connection points 14 is made.
Anschließend erfolgt ein Abkühlen der so gebildeten Schaltungsanordnung.The thus formed is then cooled Circuit arrangement.
Analog kann der Kleberauftrag auch auf dem Substrat 13 in entsprechender Weise erfolgen. Überdies ist es auch möglich, daß in entsprechender Weise die Montage von Bauelementen die Kondensatoren, SMD- Quarzen, SMD-Widerständen usw. erfolgt (SMD = Sur face mounted device).Analogously, the adhesive can also be applied to the substrate 13 in a corresponding manner. Furthermore, it is also possible for the capacitors, SMD quartz crystals, SMD resistors, etc. to be mounted in a corresponding manner (SMD = Sur face mounted device).
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