DE4323799A1

DE4323799A1 - Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE4323799A1
Application number: DE4323799A
Authority: DE
Inventors: You Kondoh; Masayuki Saito; Takasi Togasaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: US5448114A; DE4323799B4; JPH0637143A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere eine Halb leiteranordnung, bei welcher eine Schaltungsplatine und ein Halbleiter-Chip nach der sog. Facedown-Technik (mit der Oberseite nach unten) miteinander verbunden sind.

Aufgrund des jüngsten Fortschritts auf dem Technologie gebiet der integrierten Halbleiterschaltungen oder -schaltkreise werden elektrische Geräte zunehmend klei ner, dünner (flacher) und leistungsfähiger. Aufgrund dieses Trends ist es wesentlich, Halbleiter-Chips auf einer Schaltungs-Platine oder -Karte in hoher Packungs dichte zu montieren. Einige bemerkenswerte Montagever fahren, die diesen Anforderungen genügen, sind die Face down-, Beam-lead- (Balken-Leiter-) und Tape-Carrier- (Bandträger-)Techniken. Außerdem wird eine Flip-Chip- Methode als zweckmäßige Montagetechnik, um das Erzeug nis kleiner und dünner (flacher) zu gestalten, angese hen.

Fig. 14 zeigt in einer Schnittansicht eine nach der Facedown-Technik zusammengesetzte oder montierte her kömmliche Halbleiteranordnung. Bei der Halbleiteranord nung sind aus Metall, wie Lötmetall oder Nickel, beste hende vorstehende Elektroden, als Kontaktwarzen (bumps) 4 bezeichnet, an sog. Pads bzw. Kissen eines Halblei ter-Chips geformt; die Kontaktwarzen 4 werden mit Elek trodenverbindungsabschnitten einer Schaltungs-Platine 2 ausgefluchtet und an letzterer montiert, worauf der Halbleiter-Chip 1 durch Fließ- oder Aufschmelzlöten mit der Platine 2 verbunden wird.

Da jedoch im allgemeinen-eine Differenz im Wärme(aus) dehnungskoeffizienten zwischen Halbleiter-Chip und Schaltungs-Platine besteht, kann sich bei einer Tempe raturänderung eine mechanische Spannung an den Kontakt warzen konzentrieren, was zu einem mechanischen oder elektrischen Bruch und damit zu einem Ausfall der Halb leiteranordnung führen kann. Zur Vermeidung eines sol chen Zustands werden derzeit die im folgenden beschrie benen Verfahren oder Methoden angewandt.

Eine erste Methode besteht darin, eine Schaltungs-Pla tine zu verwenden, deren Wärmedehnungskoeffizient von dem des Halbleiter-Chip weniger stark verschieden ist. Beispielsweise ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem als Schaltungs-Platine eine Siliziumplatine, deren Werkstoff der gleiche ist wie der des Chips, oder eine Aluminiumnitridplatine, deren Wärmedehnungskoeffi zient demjenigen des Chips nahekommt, verwendet wird. Unter den derzeitigen Gegebenheiten sind diese Schal tungs-Platinen jedoch allgemein zu kostenaufwendig für Erzeugnisse für allgemeine Zwecke; sie sind daher auf Spezialanwendungen beschränkt.

Im Hinblick auf diese Gegebenheiten ist die Verwendung der am verbreitetsten angewandten, kostengünstigen Harz platinen, etwa aus Glas-Epoxyharz, wünschenswert. Da deren Wärmedehnungskoeffizient jedoch nahezu sechsmal so groß ist wie der von Silizium, kann ein Bruch auf grund einer Konzentration mechanischer Spannung an den Kontaktwarzen nicht vermieden werden.

Eine andere Methode besteht darin, den gesamten Halb leiter-Chip mit Harz zu überziehen und damit den Spalt oder Zwischenraum zwischen dem Chip und der Schaltungs- Platine mit Harz zu imprägnieren, um zu verhindern, daß die durch die Differenz der Wärmedehnungskoeffizienten von Chip und Platine verursachte mechanische Spannung sich an den Kontaktwarzen konzentriert. Mit dieser Me thode kann eine Facedown-Montage auch mit einer Platine aus Aluminium durchgeführt werden, dessen Wärmedehnungs koeffizient von dem von Silizium verschieden ist. Diese Methode wird bereits bei teilweise aus Glas-Epoxy (glas faserverstärktem Epoxyharz) hergestellten Harz-Platinen angewandt und stellt eine ziemlich wirksame Möglichkeit dar, solange sie nicht auf sehr große Chips angewandt wird. Für sehr große Chips ist diese Methode nicht zweckmäßig, weil die Absolutgröße des Verzugs aufgrund der Differenz in den Wärmedehnungskoeffizienten groß ist.

Ferner unterliegen die Eigenschaften des Harzes gewisse Einschränkungen. Zwei der wichtigsten Eigenschaften sind der Youngsche Modul oder Elastizitätsmodul und der Wärme(aus)dehnungskoeffizient. Speziell der Elastizi tätsmodul muß ziemlich groß sein, um eine mechanische Spannungskonzentration an den Kontaktwarzen zu verhin dern, während der Wärme(aus)dehnungskoeffizient des Harzes möglichst dicht bei dem der Kontaktwarzen liegen sollte. Wenn nämlich der Wärme(aus)dehnungskoeffizient des Harzes um mehr als einen bestimmten Betrag größer ist als derjenige der Kontaktwarzen, macht es die Aus dehnung des Harzes selbst unmöglich, die auf die Kon taktwarzen-Anschlußfläche ausgeübte vertikale Kraft zu vernachlässigen. In diesem Fall tritt ein Bruch der Kon taktwarzen in Form eines Abreißens (in a tear-off mode) aufgrund der Differenz im Wärmedehnungskoeffizienten zwischen den Kontaktwarzen und dem Vergießharz und nicht aufgrund der Konzentration der mechanischen Span nung an den Kontaktwarzen infolge der Differenz im Wär medehnungskoeffizienten zwischen der Schaltungs-Platine und dem Chip auf. Der Wärme(aus)dehnungskoeffizient der aus Metall bestehenden Kontaktwarzen beträgt im allge meinen nahezu das Zehnfache desjenigen des Vergieß- oder Gießharzes, so daß auf diese Differenz zurückzu führende Ausfälle oder Brüche in der Praxis nicht ver nachlässigt werden können.

Es sind zwei Arten von Kontaktwarzenbruch infolge von Temperaturänderung bekannt. Die eine Art beruht auf nor malen Temperaturänderungen. Für normale Facedown-Monta ge wird ein Temperaturzyklustest in einem Bereich von z. B. -55°C bis +150°C durchgeführt. In diesem Fall auf tretende Brüche oder Ausfälle rühren hauptsächlich vom Ermüdungsbruch der Kontaktwarzen durch Wärmespannung her. Dies kann bis zu einem gewissen Grad durch die oben erwähnte Methode des Überziehens des gesamten Halb leiter-Chips mit Harz, so daß Harz in einen Spalt oder Zwischenraum zwischen dem Halbleiter-Chip und der Schal tungs-Platine eindringen kann, vermieden werden.

Die andere Art eines Bruches rührt von der Temperatur änderung beim Fließlöten (reflow) her. Obgleich je nach Art des Lots eine bestimmte Differenz in der Fließlöt temperatur vorliegen kann, erfolgt das Fließlöten allge mein bei einer Temperatur von nahezu 200°C oder mehr, worauf ein Abkühlen auf Raumtemperatur erfolgt. Dabei werden die Kontaktwarzen infolge der Wärmedehnungskoef fizient-Differenz beansprucht, was zu einem Anfangs bruch führt. Da der Harzvergießvorgang theoretisch nur nach dem Fließlötverbinden durchgeführt werden kann, ist nicht zu erwarten, daß durch das Vergießen (Einkap seln) mit Harz Ausfälle aufgrund des Anfangsbruchs ver hindert werden können.

Weiterhin ist versucht worden, die Zuverlässigkeit der Facedown-Verbindung dadurch zu verbessern, daß die Kon taktwarzen selbst vergrößert werden. Eine Vergrößerung der Kontaktwarzen erschwert jedoch nicht nur die Verbin dung in feinen Teilungsabständen, sondern verlängert auch die Bearbeitungszeit und erhöht die Zahl der Ar beitsgänge.

Für die Zukunft kann erwartet werden, daß Halbleiter- Chips zunehmend größere Oberflächen und feinere (Zwi schen-)Verbindungen aufweisen werden. Mit einer Vergrö ßerung der Oberfläche des Halbleiter-Chips vergrößert eine Wärmedehnungskoeffizient-Differenz den (die) im Spalt oder Zwischenraum zwischen dem Chip und der Schal tungs-Platine herbeigeführte(n) Verzug oder Verspan nung. Mit zunehmend feiner werdenden Verbindungen wird es deshalb immer schwieriger, Kontaktwarzen zu erzeu gen, deren Volumen der mechanischen Spannung zu wider stehen vermag. Aus den genannten Gründen ist anzuneh men, daß es zunehmend schwieriger werden wird, von der Wärmedehnungskoeffizient-Diferenz zwischen dem Halblei ter-Chip und der Schaltungs-Platine herrührende Brüche oder Ausfälle nur durch Verwendung eines Harzes zu un terdrücken.

Bei einer herkömmlichen Festkörper-Kamera, z. B. einer CCD-Anordnung, wie in Fig. 15 dargestellt, ist ein Ab bildungselement-Chip 1 an einem Keramikbauteil 19 durch Preßbonden (die bonding) angebracht, wobei Verbindungs- oder Bondingdrähte für elektrische Verbindung benutzt sind, ein Inertgas in das Innere des Bauteils (der Kap sel) eingefüllt ist und eine Abdichtung durch Aufsetzen eines Deckglases 21 auf die Oberseite erreicht ist. Das Deckglas 21 ist mit dem Keramikbauteil 19 mittels Glas bindung oder -klebung und eines Gießharzes 22 verbun den, um eine luftdichte Abdichtung aufrechtzuerhalten. Harz läßt jedoch nicht nur etwas Feuchtigkeit hindurch dringen, sondern absorbiert auch etwas davon, wodurch diese Harzabdichtung eindeutig beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund wird Zuverlässigkeit im allgemeinen da durch sichergestellt, daß der Verbindungsabschnitt des Deckglases 21 mit dem Keramikbauteil 19 vergrößert wird.

Als Folge des höheren Ausbringens von CCD-Vorrichtungen und der niedrigeren Kosten dafür besteht neuerdings ein Bedarf nach kostengünstigeren Bauteilen bzw. Packungen (packages). Für Videokameras und Endoskope ist es beson ders wichtig, Festkörper-Abbildungselemente kleiner und leichter auszugestalten. Um diesen Anforderungen zu ge nügen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine bisher als Deckglas benutzte Glasplatte oder -scheibe verwendet, auf deren Oberfläche ein Verdrah tungsmuster geformt und der CCD-Chip damit über Kontakt warzen verbunden wird (vgl. JP-OSen 62-318665 und 1-90618). Nach diesem Verfahren ist es möglich, eine Festkörper-Kamera deutlich kleiner und leichter zu ge stalten. Ferner ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine durchsichtige organische Schicht auf licht empfindlichen Pixeln (Bildpunkten) abgelagert, die Schicht durch Behandlung mittels Photolithographie auf gegebenen Pixeln belassen und die restliche durchsich tige organische Schicht durch Wärmebehandlung zu einer halbkonvexen Linse zum Sammeln von Licht geformt wird (vgl. JP-OS 59-68967).

Bei der Erzeugung eines Verdrahtungsmusters auf der be schriebenen Glasplatte ergibt sich ein Problem infolge des auf dem Pixelbereich vorhandenen Harzes, wodurch die Linsenwirkung herabgesetzt wird. Bei diesem Verfah ren stammt die Linsenwirkung von der Brechzahldifferenz zwischen der durchsichtigen organischen Schicht der Lin se und dem Inertgas oder der Luft, doch kann die glei che Wirkung nicht von einer Brechzahldifferenz zwischen dem Gießharz und der durchsichtigen organischen Schicht erwartet werden, weil deren Brechzahlen dicht beeinan derliegen.

Wesentlich ist jedoch, daß eine Festkörper-Kamera so wohl empfindlicher als auch kleiner und leichter sein soll. Aus diesem Grund muß der erstere Punkt mit den beiden letzteren kompatibel gemacht werden. Zur Erzie lung der Wirkung (des Effekts) der halbkonvexen Linse ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine Gasschicht im Spalt zwischen der Glasplatte und dem CCD-Chip belassen wird (vgl. JP-OS 3-156776). Mit die sem Verfahren ist es möglich, eine Festkörper-Kamera bei niedrigen Kosten kleiner und leichter auszugestal ten, ohne die Empfindlichkeit herabzusetzen.

Die Methode des Belassens einer Gasschicht im Spalt zwi schen Glasplatte und CCD-Chip wirft jedoch ein Zuverläs sigkeitsproblem auf. Genauer gesagt: wenn eine Festkör per-Kamera in eine Atmosphäre hoher Feuchtigkeit ge bracht wird, dringt Feuchtigkeit 24 (Fig. 16) durch das Gießharz 22 in das Bauteil ein, wodurch die Luftfeuch tigkeit in diesem erhöht wird. Plötzliche Temperaturän derungen in der Atmosphäre darin und die Wirkung der im CCD-Betrieb erzeugten Wärme führen zu einem Temperatur gradienten, der Tau kondensieren bzw. sich niederschla gen läßt, wenn die Temperatur der Glasplatte 21 niedri ger ist als die der Innenatmosphäre. Es ist bekannt, daß Tau (Kondenswasser) sich speziell im Umfangsab schnitt des Pixelbereichs 25 niederschlägt und an der Oberfläche der Glasplatte 21 anhaftet.

Dies ist deshalb der Fall, weil die Eindringstrecke für die Feuchtigkeit kurz oder der Abdichtbereich des Gieß harzes klein ist. Dieser Tauniederschlag hat nicht nur einen unmittelbaren Einfluß auf das Bild, sondern kann auch zu einer Elektronenwanderung durch Ableitung füh ren. Diese Probleme können durch Vergrößerung des Harz- Abdichtbereichs gelöst werden, was aber zu einem größe ren Erzeugnis führen würde. Ferner könnte der Taunieder schlag auch durch Ausfüllen des gesamten Spalts zwi schen der Glasplatte und dem CCD-Chip mit Harz, so daß keine Gasschicht im Pixelbereich verbleibt, unterdrückt werden. Hierdurch wird aber die Wirkung der halbkonve xen Linse und damit die Empfindlichkeit herabgesetzt.

Bei der Facedown-Montage solcher CCD-Chips besteht ein Wärmeableitungsproblem. Die CCD-Anordnung verarbeitet Signale vergleichsweise hoher Frequenzen und erzeugt im Betrieb Wärme. Mit ansteigender Temperatur des CCD- Chips vergrößert sich der Dunkelstrom, was eine relati ve Abnahme der Empfindlichkeit bedingt. Wie oben er wähnt, entweicht bei einer Festkörper-Kamera unter Ver wendung eines (einer) Keramikbauteils oder -kapsel ge mäß Fig. 15 die erzeugte Wärme zum (zur) Keramikbauteil oder -kapsel, so daß der Temperaturanstieg des CCD- Chips selbst bis zu einem bestimmten Grad unterdrückt werden kann. Da jedoch bei der Facedown-Montage wenige Wärmeübertragungsstrecken vorhanden sind, steigt die Temperatur des CCD-Chips unter Vergrößerung des Dunkel stroms an, was zu einer relativen Abnahme der Empfind lichkeit führt.

Nachteilig an einer herkömmlichen Festkörper-Kamera ist mithin, daß sich dann, wenn versucht wird, ein(e) klei ne(s), kostengünstige(s) harzversiegelte (s) Bauteil oder Kapsel zu realisieren, ohne die Empfindlichkeit herabzusetzen, eine Verringerung der Zuverlässigkeit, insbesondere eine Abnahme der Feuchtigkeitsbeständig keit ergibt.

Neben dem Bauteil- oder Kapsel(ungs)problem besteht auch ein ernstliches Zuverlässigkeitsproblem bei den Kontaktwarzen selbst bei Anwendung der Facedown-Monta ge, etwa der Flip-Chip-Methode. Insbesondere umfassen die bei der Flip-Chip-Montage benutzten herkömmlichen Kontaktwarzen gemäß Fig. 17 Lötmetallkontaktwarzen. Eine Kontaktwarze 43 ist dabei über eine Barrieren- oder Sperrmetallschicht 42 mit einem auf der Oberfläche eines Halbleiter-Chips 1 geformten sog. Aluminium-Elek trodenpad 5 verbunden, um welches herum eine Isolier schicht 41 ausgebildet ist, in der eine das Elektroden pad 5 freilegende Öffnung vorgesehen ist. Die Barrieren metallschicht 42 ist so geformt, daß sie das Elektroden pad 5 über die Öffnung bedeckt; sie wird durch Ausbil dung einer Chrom- oder Titanschicht durch Aufdampfen oder Zerstäuben geformt, worauf nacheinander durch Auf dampfen oder Zerstäuben eine Kupfer- oder Nickelschicht und eine Goldschicht auf ihr erzeugt werden. Auf dieser Schicht wird durch Elektrogalvanisieren oder Aufdampfen eine Kontaktwarze 43 ausgebildet, wofür z. B. Lötmetall mit 95% Blei und 5% Zinn verwendet wird. Sodann wird erforderlichenfalls der Abschnitt der Barrierenmetall schicht 42, der von dem Bereich unter der Kontaktwarze 43 verschieden ist, weggeätzt. Schließlich wird der ge ätzte Bereich zum Schmelzen in einer Stickstoffatmosphä re erwärmt, um damit die Kontaktwarze 43 zu formen.

Ein Beispiel einer auf einer Platte oder Platine einer Halbleiteranordnung vorgesehenen Flip-Chip-Anordnung mit auf die genannte Weise ausgebildeten Kontaktwarzen ist in Fig. 18 dargestellt. Die Kontaktwarzen 43 am Halbleiter-Chip 1 werden zunächst an der mit Verbin dungselektroden versehenen Verdrahtungs-Platine 2 an den Bereichen entsprechend den Kontaktwarzen so positio niert, daß jede Kontaktwarze einer entsprechenden Ver bindungselektrode 8 zugeordnet ist, worauf der Halblei ter-Chip 1 auf der Verdrahtungs-Platine 2 plaziert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird nötigenfalls ein Flußmittel auf die Verdrahtungs-Platine 2 aufgebracht. Anschlie ßend wird durch erneutes Aufschmelzen der Kontaktwarzen 43 der Halbleiter-Chip 1 mit der Verdrahtungs-Platine 2 verbunden.

Durch den Druck, der dabei durch den aufgelegten Halb leiter-Chip und dessen Eigengewicht beim Aufschmelzen der Kontaktwarzen einwirkt, wird die Höhe jeder Kontakt warze verkleinert, während ihre Breite vergrößert wird. Nach dem Verbinden sind mithin die Kontaktwarzen niedri ger als bei oder nach ihrer Ausbildung; die tatsächli che Höhe der Kontaktwarze beträgt nahezu 50% ihrer Breite. Da sich die Breite jeder Kontaktwarze beim Ver bindungsvorgang vergrößert und sich demzufolge der Ab stand zwischen den Lötmetall-Kontaktwarzen verkleinert, entsteht die Gefahr für einen Kurzschluß zwischen be nachbarten Kontaktwarzen. In der Praxis ist es deshalb nötig, den Abstand zwischen den Kontaktwarzen größer auszulegen als deren Höhe. Infolgedessen ist es schwie rig, den Abstand zwischen den Kontaktwarzen für kleine re Teilungsabstände (pitches) zu verkürzen.

Zur Vermeidung dieses Problems ist eine Kontaktwarzen struktur gemäß Fig. 10 vorgeschlagen worden, bei wel cher ein niedrigschmelzendes Metall, wie Lötmetall, den Kern aus einem hochschmelzenden Metall, wie Kupfer, be deckt. Bei dieser Ausgestaltung sind die Vorgänge bis zur Erzeugung der Barrierenmetallschicht 42 die glei chen, wie sie für die Anordnung nach Fig. 17 angegeben wurden. Sodann wird ein Resistmuster für Metallisierung auf der Barrierenmetallschicht 42 ausgebildet, worauf eine säulenförmige, hochschmelzende Kernschicht 44 aus Kupfer oder Nickel durch Galvanisieren selektiv geformt wird. Ferner wird durch Galvanisieren eine Lötmetall schicht 45 auf der Kernschicht 44 ausgebildet. Durch Fließlöten (mittels) der Lötmetallschicht wird eine Kon taktwarze ausgebildet, die in diesem Fall so geformt ist, daß die Lötmetallschicht 45 die Kernschicht 44 im Zentrum umschließt.

Ein Beispiel einer Flip-Chip-Anordnung einer auf diese Weise auf einer Platine gebildeten Halbleiteranordnung ist in Fig. 20 dargestellt. Der Halbleiter-Chip 1 mit den Kontaktwarzen und die Verdrahtungs-Platine 2 mit An schluß- oder Verbindungselektrodenpads 8 werden positio niert, indem die Kontaktwarzen am Chip 1 mit den Pads 8 an der Verdrahtungs-Platine 2 in Übereinstimmung ge bracht werden und sodann der Chip 1 auf der Platine 2 aufgelegt wird. Danach wird die Lötschicht 45 (wieder) aufgeschmolzen. Nach dem Abkühlen und Erstarren der Löt metallschicht verbinden die Kontaktwarzen den Halblei ter-Chip 1 mit der Verdrahtungs-Platine 2.

Da hierbei die Höhe der Kontaktwarzen durch die Kern schichten 44 bestimmt wird, kann ihre Breite nach dem Verbinden nicht zu groß werden. Diese Methode bietet den Vorteil, daß der Abstand zwischen den Kontaktwarzen auf einen kleineren Teilungs- oder auch Mittenabstand als bei den Beispielen nach den Fig. 17 und 18 einge stellt werden kann, weil dabei keine Möglichkeit für einen Kurzschluß zwischen benachbarten Kontaktwarzen be steht.

Da jedoch bei diesem Beispiel die Kernschicht 44 härter ist als die Lötmetallschicht 45, konzentriert sich dann, wenn die Kontaktwarze nach dem Verbinden eine Ver formung (Verzug oder Verspannung) durch von außen ein wirkende Kräfte erfährt, die Verformung auf die Lötme tallschicht 45. Die Fig. 21A und 21B veranschaulichen schematisch eine(n) solche(n) Kontaktwarzenverformung oder -verzug. Fig. 21A zeigt einen Verzug der Lötme tall-Kontaktwarze nach Fig. 17, und Fig. 21B zeigt einen Verzug der Kontaktwarze nach Fig. 19. Gemäß Fig. 21A ist die Kontaktwarze stark verformt bzw. verzogen. Bei Verwendung der Kernschicht 44 konzentriert sich der Verzug auf den Bereich 46 zwischen der Kernschicht 44 in der Lötmetallschicht 45 und der Verdrahtungs-Platine 2, so daß in diesem Bereich leichter ein Bruch auftre ten kann und dadurch die (Betriebs-) Zuverlässigkeit der Anordnung beeinträchtigt wird.

Für eine Vergrößerung der Anschluß- oder Verbindungs dichte durch Verkleinerung des Abstands zwischen benach barten Elektroden ist es somit nötig, die Verformung (Verzug oder Verspannung) der Kontaktwarzen beim Verbin dungsvorgang zu unterdrücken und damit ein gegenseiti ges Kurzschließen benachbarter Elektroden infolge der Abnahme der Kontaktwarzenhöhe beim Verbindungsvorgang zu verhindern. Wenn zu diesem Zweck ein harter Werk stoff für den Kern der Kontaktwarze benutzt wird, er gibt sich das Problem, daß ein(e) Verformung oder Ver zug aufgrund von unter Benutzungsbedingungen nach dem Verbinden von außen einwirkender Kraft sich auf die wei chen Bereiche der Kontaktwarze konzentriert, was zu einer Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit des Verbin dungsbereichs führt.

Die nach der herkömmlichen Facedown-Technik montierten Halbleiteranordnungen sind demzufolge mit einem Problem behaftet: Infolge der unterschiedlichen Wärme(aus)deh nungskoeffizienten von Halbleitersubstrat und Schal tungsplatine tritt eine mechanische Spannung auf, die fehlerhafte Verbindungen oder Anschlüsse bedingt.

Insbesondere bei einer herkömmlichen Festkörper-Kamera wirft das Betreben, ein(e) kostensparende(s), kleine re(s) harzgekapselte(s) Bauteil oder Kapsel zu realisie ren, ohne die Empfindlichkeit zu beeinträchtigen, das Problem einer Herabsetzung der Zuverlässigkeit, spezi ell der Feuchtigkeitsbeständigkeit auf.

Ferner ist für die Verbindung nach Facedown-Technik un ter Verwendung von Kontaktwarzen ein Verfahren vorge schlagen worden, bei dem, wie beschrieben, eine säulen förmige Kernschicht eines hohen Schmelzpunkts im Zen trum (der Kontaktwarze) vorgesehen wird, um damit die Anschluß- oder Verbindungsdichte zu erhöhen. Dieses Ver fahren ist allerdings mit dem Problem behaftet, daß durch externe Kräfte verursachte Verformung sich auf den den Kern umgebenden Bereich des Lötmaterials konzen triert, wodurch die Zuverlässigkeit (der Anordnung) letztlich beeinträchtigt wird.

Eine Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Facedown-Halbleiteranordnung, die für thermische Spannung unempfindlich ist.

Im Zuge dieser Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Schaffung eines ausgezeichnet feuchtigkeitsbeständigen, kostensparenden Festkörper-Kamerabauteils.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Halb leiteranordnung mit höchst zuverlässigen Kontaktwarzen, mit denen die Anschluß- oder Verbindungsdichte erhöht werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung, umfassend: einen Halbleiter-Chip mit einer ersten Flä che, auf der ein Hauptbereich geformt ist, eine Anzahl von auf der ersten Chip-Fläche ausgebildeten Chipelek troden, eine dem Chip zugewandt oder gegenüberstehend angeordnete Schaltungsplatine mit einer ersten Fläche, welche der ersten Fläche des Chips zugewandt ist, eine Anzahl von auf der Platine in Entsprechung zu den Chipe lektroden angeordneten Platinenelektroden, eine Anzahl von Kontaktwarzen zum Verbinden der Chipelektroden mit den Platinenelektroden auf einer 1 : 1-Basis, wobei die Kontaktwarzen aus Lötmetall bestehen, und ein mit der ersten Fläche des Chips sowie der ersten Fläche der Pla tine verbundenes und zur Verbindung zwischen dem Chip und der Platine beitragendes Wandelement, das aus einem Lötmetall hergestellt und so angeordnet ist, daß es die Kontaktwarzen nicht berührt.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Halbleiteranord nung, umfassend: einen Halbleiter-Chip mit einer ersten Fläche, auf der ein Hauptbereich geformt ist, eine An zahl von auf der ersten Chip-Fläche ausgebildeten Chip elektroden, eine dem Chip zugewandt oder gegenüberste hend angeordnete Schaltungsplatine mit einer ersten Flä che, welche der ersten Fläche des Chips zugewandt ist, eine Anzahl von auf der Platine in Entsprechung zu den Chipelektroden angeordneten Platinenelektroden, eine Anzahl von Kontaktwarzen zum Verbinden der Chipelektro den mit den Platinenelektroden auf einer 1 : 1-Basis, wo bei die Kontaktwarzen aus Lötmetall bestehen, und ein mit der ersten Fläche des Chips sowie der ersten Fläche der Platine verbundenes und zur Verbindung zwischen dem Chip und der Platine beitragendes Wandelement, welches den Hauptbereich ununterbrochen umgibt oder umschließt und damit im wesentlichen einen geschlossenen Raum zwi schen dem Chip und der Platine bildet.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, umfassend die folgenden Schritte: Ausbilden einer Anzahl von Chipelek troden auf einer ersten Fläche eines Halbleiter-Chips, auf dem ein Hauptbereich geformt ist, Formen einer An zahl von mit den Chipelektroden verbundenen Kontaktwar zen und eines Wandelements in solcher Anordnung, daß es die Kontaktwarzen nicht berührt, auf der ersten Fläche des Chips, wobei die Kontaktwarzen und das Wandelement aus Lötmetall hergestellt werden, Ausbilden einer An zahl von Platinenelektroden auf einer ersten Fläche einer Schaltungsplatine, derart, daß sie den Chipelek troden entsprechen bzw. mit diesen übereinstimmen, An ordnen des Chips und der Platine in der Weise, daß sie einander gegenüberstehen oder zugewandt sind, derart, daß die erste Fläche des Chips der ersten Fläche der Platine zugewandt ist und jede der Kontaktwarzen eine entsprechende der Platinenelektroden berührt, und Wärme behandeln des Chips und der Platine, während sie einan der zugewandt bleiben, sowie gleichzeitiges Fließlötver binden der Kontaktwarzen und des Wandelements mit der Platine.

Bei der oben umrissenen Anordnung dient das Wandelement zum Unterdrücken der Wärmeausdehnung der Schaltungspla tine und zum Absorbieren von thermischer Spannung oder Wärmespannung, anstatt diese von den Kontaktwarzen auf nehmen zu lassen. Da die Kontaktwarzen und das Wandele ment mit gleichem oder ähnlichem Wärme(aus)dehnungskoef fizienten ausgelegt sind, ist das Auftreten einer senk recht zur Übergangsfläche gerichteten Kraft weniger wahrscheinlich. Da zudem das Wandelement im gleichen Ar beitsgang mit den Kontaktwarzen verbunden werden kann, kann ein Bruch der Kontaktwarzen einschließlich An fangs- und Ermüdungsbruch, aufgrund von Temperaturände rung vermieden werden.

Da weiterhin eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung ein außenseitig um den Hauptbereich des Halbleiter- Chips herum angeordnetes Lötmetall-Wandelement auf weist, wird hierdurch eine zweckmäßige Abdichtwirkung zum Trennen des Hauptbereichs gegenüber der Außenluft gewährleistet. Da zudem das Wandelement eine größere Kontaktfläche als die Kontaktwarzen aufweist, bietet es wesentlich mehr Wärmeableitungsstrecken als die Verbin dung lediglich über die Kontaktwarzen. Das Wandelement kann daher bei Halbleiteranordnungen, die viel Wärme er zeugen, wie Leistungselemente, angewandt werden.

Weitere Wirkungen sind eine Verbesserung der Zellenaus richtung oder -justierung (cell alignment) bei der Mon tage unter Nutzung der Oberflächenspannung des Lötme tallrahmens und eine elektrische Abschirmwirkung für den Fall, daß es sich beim Halbleiter-Chip um ein Hoch frequenzelement handelt.

Insbesondere dann, wenn der Halbleiter-Chip ein CCD- Chip ist, kann bei Ausbildung des Wand- oder Rahmenele ments aus einem Werkstoff einer guten Wärmeleitfähig keit die vom Chip erzeugte Wärme zur Glasplatte entwei chen, wodurch ein Anstieg der Chip-Temperatur unter drückt werden kann. Die Erwärmung der Oberfläche der Glasplatte durch die Wärme vom Chip verhindert das Auf treten einer Taukondensation. Außerdem verhindert das Wandelement das Fließen des Gießharzes in den Pixelbe reich, so daß ohne weiteres ein Spalt oder Zwischenraum zwischen der Glasplatte und dem Chip aufrechterhalten werden kann.

Darüber hinaus sind die Kontaktwarzen mit einer ersten und einer zweiten Tragschicht (supporting layer) aus einem ersten bzw. zweiten Lötmetall versehen, welche Schichten stapelartig übereinander angeordnet sind. Die zweite Tragschicht kann dünner sein und einen niedrige ren Schmelzpunkt sowie eine größere Fließspannung (bei Raumtemperatur) als die erste Tragschicht aufweisen. Durch Verbinden des Chips mit der Platte bei einer Tem peratur nahe der Erweichungstemperatur der zweiten Trag schicht kann dabei ein Anschmelzen (fused) und ein Ver formen der ersten Tragschicht verhindert werden. Demzu folge besteht dabei nur eine geringe Möglichkeit oder Gefahr für einen Kurzschluß zwischen benachbarten Kon taktwarzen, so daß der Abstand zwischen den Elektroden auf einen kleineren Teilungs- oder Mittenabstand (pitch) eingestellt werden kann. Die Kontaktwarzen kön nen vor und nach dem Verbinden jeweils nahezu die glei che Höhe behalten. Da die Fließspannung (oder auch Streckgrenze) der ersten Tragschicht bei nahezu Raumtem peratur niedriger ist als die der zweiten Tragschicht, wird dann, wenn die Kontaktwarzen nach dem Verbinden durch eine externe oder von außen einwirkende Kraft ver formt werden, die erste Tragschicht durchgehend ver formt, mit dem Ergebnis, daß sich ein Verzug durch die gesamte erste Tragschicht hindurch verteilt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Längsschnitt gehaltene Darstellung einer Halbleiteranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittdarstellung der Halbleiteran ordnung,

Fig. 3 eine (schematische) Darstellung zur Verdeut lichung der Funktion der Halbleiteranord nung,

Fig. 4 eine (schematische) Darstellung zur Verdeut lichung der Funktion der Halbleiteranord nung,

Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung einer Halblei teranordnung gemäß einer zweiten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 6A bis 6E Darstellungen der Abfolge von Fer tigungsvorgängen bei der Halbleiteranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 7 eine Querschnittdarstellung einer Halbleiter anordnung gemäß einer dritten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 8 eine Querschnittdarstellung einer Halbleiter anordnung gemäß einer vierten Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 9 eine Längsschnittdarstellung der Halbleiter anordnung gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 10 eine (schematische) Darstellung zur Erläute rung der Funktion der vierten Ausführungs form,

Fig. 11 eine Längsschnittdarstellung einer Kontakt warze bei einer Halbleiteranordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12A bis 12E Darstellungen der Abfolge von Fertigungsvorgängen bei der Kontaktwarze im Zusammenhang mit der fünften Ausführungs form,

Fig. 13A bis 13C Schnittansichten zur Darstellung der Abfolge der Montage an der Verdrahtungs platine der Halbleiteranordnung,

Fig. 14 eine Längsschnittdarstellung einer herkömmli chen Halbleiteranordnung,

Fig. 15 eine Längsschnittdarstellung einer anderen herkömmlichen Halbleiteranordnung,

Fig. 16 eine Längsschnittdarstellung noch einer ande ren herkömmlichen Halbleiteranordnung,

Fig. 17 eine Längsschnittdarstellung einer Kontakt warze bei einer herkömmlichen Halbleiteran ordnung,

Fig. 18 eine Darstellung zur Erläuterung der Funk tion der Kontaktwarze,

Fig. 19 eine Längsschnittdarstellung einer Kontakt warze bei einer weiteren herkömmlichen Halb leiteranordnung,

Fig. 20 eine Darstellung zur Erläuterung der Funk tion der Kontaktwarze und

Fig. 21A und 21B Darstellungen zur Verdeutlichung der Funktion der Kontaktwarze.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte Halbleiteranord nung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiter-Chip 1 mit einer Schaltungsplatine 2 über ein aus Lötmetall be stehendes Wandelement 3 sowie innerhalb des Wandele ments geformte Kontaktwarzen 4 verbunden ist. Insbeson dere sind auf dem Halbleiter-Chip 1 Signalelektrodenher ausführ-Anschlußpads 5 und ein rahmenförmiges Pad 6, das aus dem gleichen Werkstoff und im gleichen Arbeits gang wie die Anschlußpads geformt worden ist, vorgese hen. Das Lötmetall-Wandelement 3 ist zwischen dem rah menförmigen Pad 6 und einer rahmenförmigen Elektrode 7 auf der Schaltungsplatine 2 verbunden bzw. gebonded. Auf ähnliche Weise sind Anschlußelektroden 8 auf der Schaltungsplatine 2 mit den Kontaktwarzen 4 verbunden bzw. gebonded. Beim vorliegenden Beispiel sind die An schlußelektroden 8 über Öffnungen mit internen Drähten bzw. Leitern 9 verbunden.

Die rahmenförmige Elektrode 7 und die Anschlußelektro den 8 werden dadurch erhalten bzw. geformt, daß Titan, Nickel und Gold in dieser Reihenfolge auf einer Alumi niumschicht laminiert werden. Bei dieser Ausführungs form wird die rahmenförmige Elektrode 7 als Blindelek trode (dummy) benutzt. Sie kann jedoch auch als eine der Signalleitungen benutzt werden. Insbesondere dann, wenn es sich bei der Halbleiteranordnung um ein Hoch frequenzelement handelt, wird durch Verwendung der Elek trode 7 als Masseleitung eine Abschirmwirkung erzielt.

Die obere Hälfte von Fig. 2 enthält eine Darstellung des Halbleiter-Chips 1, von der Verbindungs- bzw. Über gangsfläche von Wandelement 3 und Kontaktwarze 4 sowie Elektroden 7 und 8 gesehen, während die untere Hälfte eine Darstellung enthält, welche die Schaltungsplatine 2 von der Verbindungs- oder Übergangsfläche her zeigt. Das Lötmetall-Wandelement 3 ist längs einer Spaltlinie ausgebildet. Innerhalb des Wandelements sind Kontakt warzen 4 aus einem Lötmetall der gleichen Zusammenset zung ausgebildet. Auf der Schaltungsplatine 2, deren Hauptwerkstoff Glas-Epoxy (glasfaserverstärktes Epoxy harz) ist, sind die rahmenförmige Elektrode 7 und die Anschlußelektroden 8 in Positionen entsprechend denen des Wandelements 3 bzw. der Kontaktwarzen 4 geformt. Die Kontaktwarze 4 besitzt eine Größe von etwa 100×100 µm bei 50 µm Höhe, und das Wandelement 3 ist etwa 300 µm breit und 50 µm hoch.

Durch Ausbildung des Wandelements 3 in der Weise, daß es den aktiven Bereich oder Aktivbereich des Halblei ter-Chips 1 umschließt, kann der Aktivbereich von der Außenluft getrennt sein. Die Abdichtwirkung kann da durch verbessert sein, daß der Vorgang des Fließlötens und Bondens der Kontaktwarzen 4 und des Wandelements 3 an der Schaltungsplatine 2 in einer Inertgasatmosphäre, z. B. einer Stickstoffatmosphäre, stattfindet. Da der Aktivbereich durch den Chip selbst, die Schaltungsplati ne und das Wandelement gegenüber der Außenumgebung ge trennt oder isoliert ist, kann insbesondere dann, wenn es sich bei der Halbleiteranordnung um ein Hochfrequenz element handelt, eine elektrische Abschirmwirkung erwar tet werden.

Bei der Drahtbondingmontage nach herkömmlicher Faceup- Technik steht die Rückseite des Chips in unmittelbarer Berührung mit der Platine, so daß Wärme von der Rück seite her abgeleitet werden kann. Da im Gegensatz dazu bei der Facedown-Montage die Wärmeableitungsstrecken auf die Kontaktwarzen begrenzt sind, besteht bei der herkömmlichen Facedown-Verbindung ein Wärmeableitungs problem. Wenn die Kontaktwarzen feiner bzw. kleiner aus gebildet werden, wird ihre Kontaktfläche klein, so daß demzufolge eine Begrenzung für die Wärmeableitung nur über die Kontaktwarzen besteht. Zur Vermeidung dieses Problems ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem an der Rückseite des Chips ein Wärmesumpf oder Kühl körper vorgesehen wird oder aber Wärmeableitungskontakt warzen vorgesehen werden. Nachteilig an diesen Verfah ren ist, daß sich die Zahl der Einzelteile vergrößert, die Arbeitsgänge kompliziert werden und die Wärmeablei tung nicht ausreichend ist.

Im Gegensatz dazu kann eine Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung gute Wärmeableitungswirkungen gewährlei sten. Beispielsweise besitzt bei dieser Ausführungsform ein Chip eine Größe von etwa 6×6 mm; die Zahl der Pads (Anschlußflecken) beträgt etwa 40. Die Kontaktflä che der Kontaktwarze beträgt damit etwa 0,4 mm², wäh rend diejenige des Wandelements 4,0 mm² beträgt, was be deutet, daß das Wandelement im Vergleich zur Kontakt warze etwa eine zehnmal größere Kontaktfläche aufweist. Hieraus ist ersichtlich, daß durch die Ausbildung des Wandelements die Wärmeableitungswirkung im Vergleich zur Anordnung mit nur den Kontaktwarzen beträchtlich verbessert wird. Da das Wandelement auf der gleichen Fläche, welche den als Wärmeerzeugungsquelle wirkenden Aktivbereich enthält, geformt ist oder wird, gewährlei stet es eine Wärmeableitungswirkung, die gleich groß oder größer ist als bei der Faceup-Anordnung.

Weiterhin weist bei dieser Ausführungsform das Wandele ment etwa ein Zehntel der Abdicht- oder Versiegelungs fläche auf, die für das Harzversiegeln bzw. -vergießen nötig ist. Da der Elastizitätsmodul des Gießharzes etwa ein Zehntel desjenigen der üblichen Lötmaterialien be trägt, ist bei dieser Ausführungsform der Wärmeausdeh nungs-Unterdrückungseffekt nahezu der gleiche wie bei der Harzversiegelung. Durch Verwendung eines Werk stoffs, dessen Elastizitätsmodul höher ist als derje nige eines Lötmaterials, oder durch größere Ausbildung des Wandelements kann eine zuverlässigere Halbleiteran ordnung geschaffen werden, die Temperaturänderungen aus zuhalten vermag.

Weitere und zusätzliche Wirkungen liegen in der Selbst justierung beim Fließlöten und in der Steuerung der Kon taktwarzenform.

Im folgenden ist zunächst die Wirkung der Selbstjustie rung erläutert. Bei der Lötmetallverbindung kann allge mein die Wirkung einer Selbstjustierung unter Nutzung der Oberflächenspannung erwartet werden. Wenn das Lötme tall beim Fließlöten aufschmilzt und flüssig wird, neh men die Lötmetall-Kontaktwarzen 4 gemäß Fig. 3 unter ihrer Oberflächenspannung die stabilste Form an. Für die Anschlußelektroden 8 wird ein Werkstoff benutzt, der eine gute Benetzbarkeit durch Lötmetall zeigt. So lange die Elektroden keine spezielle Form besitzen, ist das Lötmetall bestrebt, die Anschlußpads 5 am Halblei ter-Chip 1 auf dem kürzesten Wege mit den Anschlußelek troden 8 auf der Schaltungsplatine 2 zu verbinden. Die zu diesem Zeitpunkt bestehende Kraft ist dem Volumen des Lötmetalls proportional.

Bei der Facedown-Montage unter Verwendung herkömmlicher Kontaktwarzen erfolgt die Verbindung nur über die Kon taktwarzen, wobei die Verbindungskraft so klein ist, daß sie für die Erzielung der Selbstjustierwirkung nicht in jedem Fall ausreicht. Da in jüngster Zeit die Kontaktwarzenabstände immer kleiner wurden, traten Stö rungen dahingehend auf, daß sich Brücken bildeten oder die Kontaktwarzen im Anfangszustand die betreffenden Elektroden überhaupt nicht berührten. Zur Vermeidung dieser Störungen ist es wesentlich, eine höchst genau arbeitende Bondingmaschine zu entwickeln, was mit erheb lichen Kosten verbunden ist. Erfindungsgemäß kann dage gen durch Vorsehen des Wandelements 3 einer größeren Kontaktfläche zur Herbeiführung einer größeren Kraft (vgl. Fig. 3) die Selbstjustierwirkung verbessert wer den.

Nachstehend ist die Wirkung der Steuerung der Kontakt warzenform erläutert. Für das Absorbieren von Verspan nungen oder Verzug aufgrund einer Differenz in den Wär meausdehnungskoeffizienten ist eine hohe zylindrische Kontaktwarze oder eine trommelförmige Kontaktwarze ideal. Wenn gemäß Fig. 4 eine Lötmetall-Kontaktwarze 4 auf natürliche Weise einem Fließlöten unterworfen wird, erhält sie eine Form wie eine symmetrische Trommel, deren Seitenabschnitte ausgebeult oder ausgewölbt sind. Die Form wird durch das Volumen an Lötmetall, das Ge wicht des Chips sowie die Form und Größe des benetzten Elektrodenabschnitts bestimmt. Um diese Form in eine ideale Form zu überführen, ist es daher nötig, Verbesse rungen bei der Anordnung und den Montagearbeitsgängen oder ein Abstandstück vorzusehen. Erfindungsgemäß kann dagegen durch Vergrößerung des Lötmetallvolumens des Wandelements 3 oder durch Steuerung der Größe der rah menförmigen Elektrode 7 die Form der Kontaktwarze 4 unter Nutzung der Kraft, die durch das das Wandelement 3 bildende Lötmetall erzeugt wird, in idealer Weise ge steuert werden.

Für diese Ausführungsform wird auf eine detaillierte Er läuterung der Montagearbeitsgänge verzichtet. Die Ver bindung der Kontaktwarzen erfolgt gleichzeitig mit der jenigen des Wandelements. Auch bei einer Abkühlung von der Fließlöttemperatur auf Raumtemperatur wird daher eine Verspannung oder ein Verzug aufgrund der unter schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kontakt warze und Wandelement unterdrückt, wodurch die Möglich keit für einen anfänglichen Bruch verringert wird. Da weiterhin die Kontaktwarze und das Wandelement aus dem gleichen Lötmetallmaterial bestehen, besteht theore tisch keine Möglichkeit dafür, daß eine Wärmeausdehnung aufgrund einer Temperaturänderung eine vertikale Ver spannung hervorruft.

Im folgenden ist eine zweite Ausführungsform der Erfin dung erläutert.

Während bei der ersten Ausführungsform ein einer Halb leiteranordnung gemäß der Erfindung ausschließlich zu geordneter Halbleiter-Chip benutzt wird, verwendet die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 5 einen Mehrzweck- Halbleiter-Chip.

Der Grundaufbau ist dabei derart, daß bei einem Mehr zweck-Halbleiter-Chip 1 mit längs des Umfangsabschnitts des Chips vorgesehenen Anschlußpads 5 Umordnungsdrähte bzw. -leitungen 12 auf einer ersten Isolierschicht 11 zur Verlegung der Anschlußpads zur Mitte des Chips vor gesehen sind und ein Wandelement 3 auf einer zweiten Isolierschicht 13 angeordnet ist, die auf der ersten Isolierschicht geformt ist.

Die Fig. 6A bis 6E veranschaulichen schematisch und all gemein die Fertigungsschritte bei der Halbleiteranord nung.

Da sich bei einem Mehrzweck-Halbleiter-Chip die An schlußpads im allgemeinen im Umfangsabschnitt des Chips 1 befinden, ist dabei kein Raum für das Anordnen eines Wandelements zwischen dem Pad und einer Spaltlinie (dicing line) vorhanden. Selbst wenn unter diesen Bedin gungen ein Wandelement geformt wird, begünstigt dies einfach die Verkleinerung der Breite, wodurch es unmög lich wird, zufriedenstellende Wirkungen bezüglich des Versiegelns und der Unterdrückung einer Wärmeausdehnung zu gewährleisten. Daher wird nach dem Verlegen der An schlußpads in Richtung auf die Mitte ein Wandelement im Umfangsbereich geformt.

Zunächst wird gemäß Fig. 6A eine erste Isolierschicht 11 aus Polyimid mit einer Dicke von etwa 5 auf einem Anschlußpad 5 erzeugt, während auf dem Halbleiter-Chip 1 eine Passivierschicht 10 erzeugt wird. Sodann wird auf photolithographischem Wege in der ersten Isolier schicht 11 ein Öffnungsabschnitt in einer dem Anschluß pad 5 entsprechenden Position ausgebildet. Als nächstes wird gemäß den Fig. 6B und 6C ein Umordnungsdrahtleiter 12 vom Öffnungsabschnitt zum Mittelabschnitt geführt, wobei der Leiter durch Laminieren von Titan und Kupfer in dieser Reihenfolge gebildet wird. Anschließend wird eine etwa 10 µm dicke zweite Isolierschicht 13 aus Po lyimid erzeugt. Weiterhin wird in der zweiten Isolier schicht 13 auf photolithographischem Wege eine Öffnung so ausgebildet, daß sie dem in die Nähe der Mitte um geordneten Anschlußpad entspricht.

Daraufhin wird gemäß Fig. 6D ein rahmenförmiges Pad 6 aus einer Titan-Kupfer-Schichtstruktur nahe einer Spalt linie 14 oberhalb des Anschlußpads 5 ausgebildet. Das rahmenförmige Pad 6 braucht nicht notwendigerweise ober halb des Anschlußpads 5 plaziert zu sein. Schließlich werden gemäß Fig. 6E ein Wandelement 3 und eine Kontakt warze 4, die jeweils aus einem Lötmetall bestehen, durch Galvanisieren erzeugt. Hierbei kann die Dicke der Lötmetallgalvanisierung etwa 50 µm betragen.

Bei einem Beispiel der Ausbildung des Wandelements 3 und der Kontaktwarze 4 auf diese Weise werden diese nach der Entfernung eines Resists mit der Schaltungspla tine ausgerichtet, worauf eine Fließlötverbindung herge stellt wird.

Mittels dieser Arbeitsgänge kann eine Halbleiteranord nung gemäß der Erfindung unter Verwendung von Mehr zweck-Chips und nicht nur speziellen Halbleiter-Chips realisiert werden.

Für den Montageprozeß zum Verbinden oder Bonden des Chips mit der Schaltungsplatine stehen zwei Methoden zur Verfügung: Nach der ersten Methode werden diese Ele mente durch Fließlötverbindung miteinander verbunden, während nach der anderen Methode zunächst ein Fließlö ten des Chips und ein Formen der Kontaktwarzen und an schließend ein erneutes Fließlöten für das Verbinden oder Bonden erfolgen. Obgleich jede dieser Methoden bei der Erfindung angewandt werden kann, kann es einen Fall geben, in welchem eine Verbesserung an einer Facedown- Bondingvorrichtung zum Montieren des Chips auf der Schaltungsplatine hinzugefügt werden muß. Insbesondere dann, wenn - wie bei der letzteren Methode - das Fließ löten vor dem Verbinden oder Bonden erfolgt, ist es schwierig, die Höhe der Kontaktwarze mit der Höhe des Wandelements übereinstimmen zu lassen. Aus diesem Grund ist ein Arbeitsgang nötig, bei dem einmal ein Druck auf den Chip ausgeübt wird, um alle Kontaktwarzen und das Wandelement mit der Schaltungsplatine in Berührung bzw. Kontakt zu bringen, worauf der Druck aufgehoben wird. Bei der erstgenannten Methode ist ein solcher Arbeits gang allerdings nicht nötig, weil die Kontaktwarzen und das Wandelement bezüglich der Höhe miteinander überein stimmen. Dennoch begünstigt die Durchführung eines sol chen Arbeitsgangs die Reduzierung der Ausschußrate.

Nachstehend ist eine dritte Ausführungsform der Erfin dung erläutert.

Gemäß der Darstellung von Fig. 7, in welcher der Halb leiter-Chip von der Verbindungs- oder Übergangsfläche der Kontaktwarzen und des Wandelements sowie der Schal tungsplatine her gesehen veranschaulicht ist, unter scheidet sich diese Halbleiteranordnung von den oben be schriebenen Ausführungsformen darin, daß das Wandele ment durch Lücken Ch unterbrochen ist. Bei dieser Aus führungsform sind zwei Lücken vorgesehen. Die Lücken Ch werden durch Aussparen einer rahmenförmigen Elektrode in der Verarbeitungs- oder Fertigungsstufe ausgebildet und bleiben auch nach der Fließlötverbindung als Öffnun gen zurück. Diese Öffnungen werden zum Ersetzen der in neren Atmosphäre benutzt. Ihre Höhe beträgt etwa 50 µm, ihre Breite etwa 300 µm.

Das Fließlötverbinden von Chip und Schaltungsplatine er folgt unter Verwendung eines Flußmittels an der Luft oder in ihrer reduzierten (reduzierenden) Atmosphäre. Der Zweck davon besteht darin, zur Gewährleistung einer guten Verbindung den Oxidfilm auf der Lötmetalloberflä che zu beseitigen. Bei Verwendung eines Flußmittels er folgt ein Waschen durch die Öffnungen hindurch. Sodann wird die Anordnung in eine Atmosphäre eines Inertgases, wie Stickstoff, eingebracht, um die innere Atmosphäre zu ersetzen; gleichzeitig werden Lötmetallblöcke einer Größe von 40×250×350 µm in die Öffnungen einge setzt, worauf die Öffnungen durch Fließlöten verschlos sen werden. Auf diese Weise kann eine Inertgasatmosphä re in das Innere der Halbleiteranordnung eingedichtet sein.

Wenn eine Fließlötverbindung in einer Inertgasatmosphä re vorgenommen wird, sind die bei dieser Ausführungs form dargestellten Öffnungen nicht unbedingt erforder lich.

Im folgenden ist eine Festkörper-Kamera gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 8 ist eine Querschnittdarstellung; Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8, und Fig 10 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Darstellung eines wesentlichen Abschnitts. Ein CCD-Chip 101 wird mit nach unten weisender Hauptfläche über Kontaktwarzen 4 mit einer Glasplatte 102 verbunden, auf welcher Dräh te bzw. Leiter 9 geformt sind. Ein durch Ausbildung einer Vergoldungsschicht auf einem Kupfermuster geform tes, 50 µm hohes und 80 µm breites Wandelement 103 wird mit sowohl der Oberfläche des CCD-Chips 101 als auch derjenigen der Glasplatte 102 so verbunden bzw. gebon det, daß es einen Pixelbereich 105 umschließt. An der Außenseite des Wandelements wird ein Gießharz 106 ein gefüllt.

Das Wandelement 103 wird durch Ausbildung von Kontakt warzen 4 auf dem Chip 101 und gleichzeitiges Ausbilden eines Kupfermusters und einer Vergoldung durch Galvani sieren darauf geformt.

Mit dieser Ausgestaltung kann der Temperaturanstieg am CCD-Chip unterdrückt werden, so daß eine Abnahme der re lativen Empfindlichkeit aufgrund einer Vergrößerung des Dunkelstroms unterdrückt werden kann. Da die Temperatur an der Glasplattenoberfläche aufgrund der vom CCD-Chip übertragenen Wärme ansteigt und auf einem Wert oberhalb der Temperatur der inneren Atmosphäre bleibt, kann eine Taukondensation verhindert werden. Wenn ein Gießharz einer vergleichsweise niedrigen Viskosität benutzt wird, kann das Wandelement zum Anhalten des Fließens des Harzes benutzt werden, wodurch es einfach wird, eine Gasschicht am Pixelbereich 105 zu belassen. Wie durch die Pfeile in Fig. 10 dargestellt, welche die Wär meübertragungs- oder -übergangsstrecke in der Festkör per-Kamera angeben, wird die im Pixelbereich 105 nahe der Mitte des CCD-Chips 101 erzeugte Wärme über das Wandelement 103 zur Glasplatte oder -platine 102 über tragen. Die auf dieser Strecke übertragene Wärmemenge ist wesentlich größer als die über die Kontaktwarzen übertragene Wärmemenge. Auf diese Weise wird die vom CCD-Chip zur Glasplatte abgeführte Wärme unter Erwär mung der Glasplattenoberfläche in allen Richtungen ver teilt.

Eine Taukondensation (Kondenswasserbildung) tritt unter folgenden Bedingungen auf: Wenn eine wasserdampfhaltige Atmosphäre auf einen festen Körper trifft, dessen Ober flächentemperatur niedriger ist als die Temperatur der Atmosphäre, wird sie an diesem Körper teilweise so stark abgekühlt, daß sie den Dampfsättigungspunkt über schreitet und damit in der Atmosphäre enthaltender Was serdampf zu Wasser wird, das an der Oberfläche des fe sten Körpers anhaftet. Zur Vermeidung einer solchen Er scheinung muß die in der Atmosphäre enthaltende Menge an Wasserdampf reduziert oder die Temperatur des festen Körpers über derjenigen der Atmosphäre gehalten werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann durch Erhö hung der Temperatur der Glasplatte 102 eine Taukonden sation auf ihrer Oberfläche vermieden werden.

Bei der Facedown-Anordnung, wie bei dieser Ausführungs form, wird im Betrieb der CCD-Anordnung an deren Ober fläche eine Temperatur von bis zu etwa 80°C gemessen. Durch wirksame Abführung dieser Wärme auf die Glasplat te wird eine Taukondensation verhindert, sofern die in terne Atmosphäre den Sättigungsdampfzustand bei 80°C oder höher auch bei einer etwaigen Unterbrechung der Übertragung oder Abführung nicht erreicht. Derzeit werden 60°C und 90% relative Luftfeuchtigkeit als Kri terien für die Zuverlässigkeitsbewertung zugrundege legt. Unter solchen Bedingungen ist keine Taukondensa tion zu erwarten. Im praktischen Gebrauch wird eine üb liche Kamera kaum jemals in einem Sättigungsdampfzu stand bei 80°C oder höher benutzt. Demzufolge kann er wartet werden, daß im praktischen Gebrauch zufrieden stellende Zuverlässigkeit gewährleistet ist. Obgleich bei dieser Ausführungsform das Wandelement 103 und die Kontaktwarzen im gleichen Prozeß bzw. Arbeitsgang ge formt werden, kann das Bandelement 103 im voraus ge trennt ausgebildet und beim Facedown-Bonden zur Bildung einer einstückigen Einheit in einer spezifizierten Stel lung ausgerichtet oder justiert werden. Diese Methode bietet den Vorteil, daß der Werkstoff des Wandelements 103 frei gewählt werden kann. Diese Methode erfordert jedoch eine Maßnahme zum Verbinden bzw. Bonden des Wand elements entweder mit dem CCD-Chip 101 oder mit der Glasplatte 102 zu einer einstückigen Struktur.

Obgleich bei dieser Ausführungsform das Wandelement 103 aus einem ununterbrochenen rahmenförmigen Element be steht, kann es auch Lücken aufweisen. In diesem Fall sind alle oben angegebenen Wirkungen unmöglich zu erzie len, doch kann die Hauptwirkung bzw. die Wirkung der Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit erzielt werden. Wenn beispielsweise durch Kugelbonden (ball bonding) mehr als eine Säule geformt wird, oder wenn in einem Ar beitsgang kleine Metallkugeln zum Anhaften gebracht wer den, entstehen zahlreiche Lücken. Je nach der Viskosi tät des Harzes kann dieses jedoch aus den Lücken flie ßen, wobei es möglich ist, daß die leichte Ausbildung einer Gasschicht oder aber der Wärmeübertragungswir kungsgrad beeinträchtigt wird.

Weiterhin ist es wünschenswert, das Wandelement mög lichst dicht um den Pixelbereich herum anzuordnen. Die die größte Wärmemenge im Aktivbereich des CCD-Chips er zeugende Wärmequelle ist nämlich der Pixelbereich selbst. Infolgedessen steigt die Temperatur im Mittel bereich am stärksten an. Folglich wird durch Anordnen des Wandelements um den Pixelbereich herum, wie bei die ser Ausführungsform, der höchste Wirkungsgrad bezüglich der Wärmeableitung erreicht. Eine Taukondensation kann an den Rändern der Luftschicht oder um den Pixelbereich herum stattfinden. Im Hinblick darauf sollte das Wand element möglicht dicht um den Pixelbereich herum ange ordnet sein.

Obgleich bei dieser Ausführungsform das Wandelement aus vergoldetem Kupfer besteht, können auch andere Werkstof fe benutzt werden. Beispielsweise können Metalle einer gewissen Wärmeleitfähigkeit, wie Silber, Gold, Eisen und Aluminium sowie Legierungen davon, verwendet wer den. Die Stelle, an welcher das Wandelement geformt ist oder wird, ist nicht auf die Position um den Pixelbe reich herum beschränkt. Das Wandelement kann außerhalb der Kontaktwarzenverbindung oder in deren Nähe um den Chip herum ausgebildet sein.

Im folgenden ist eine fünfte Ausführungsform der Erfin dung erläutert.

Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Kontaktwarzen struktur bei einer fünften Ausführungsform der Erfin dung. Eine Kontaktwarze 4 ist auf einem aus Aluminium bestehenden, auf einem Halbleiter-Chip 1 erzeugten Elek trodenpad 5 ausgebildet. Um das Elektrodenpad 5 herum ist eine Isolierschicht 50 aus Siliziumoxid mit einer Öffnung an einer Stelle entsprechend dem Pad 5 geformt. Auf dem Elektrodenpad 5 ist eine 500 nm dicke erste Sperren- oder Barrierenschicht 51 einer dreilagigen Struktur aus Titan, Nickel und Gold ausgebildet. Auf der ersten Barrierenschicht sind eine 30-40 µm dicke erste Tragschicht 52 aus Blei, eine 500 nm dicke zweite Barrierenschicht 53 aus Kupfer oder Palladium und eine 5-10 µm dicke Tragschicht 54 aus einer Legierung mit 40 Gew.-% Blei und 60 Gew. -% Zinn in der angegebenen Reihenfolge stapelartig übereinander ausgebildet. Der Schmelzpunkt der ersten Tragschicht 52 ist höher als derjenige der zweiten Tragschicht 54, und sie ist so ausgelegt oder gewählt, daß die Fließspannung oder Streckgrenze bei Raumtemperatur niedrig sein kann.

Ein Verfahren zum Formen der Kontaktwarze 4 ist im fol genden erläutert.

Gemäß Fig. 12A wird auf dem Halbleiter-Chip 1, auf wel chem das Elektrodenpad 5 geformt worden ist, der Iso lierfilm 50 durch Zerstäubungstechnik oder chemische Aufdampftechnik erzeugt. In einem Ätzvorgang wird im Isolierfilm 50 (an einer Stelle) entsprechend dem Elek trodenpad 5 ein Öffnungsabschnitt hergestellt. Durch Er zeugung einer Titanschicht, einer Nickelschicht und einer Goldschicht in der angegebenen Reihenfolge auf der Gesamtoberfläche durch Zerstäubung oder Aufdampfung wird die erste Barrierenschicht 51 ausgebildet.

Anschließend wird gemäß Fig. 12B auf der ersten Barrie renschicht 51 eine 30-50 µm dicke Resistschicht R ge formt. Auf photolithographischem Wege wird ein Öffnungs abschnitt H nur über dem Elektrodenpad 5 ausgebildet.

Sodann wird gemäß Fig. 12C unter Heranziehung der er sten Barrierenschicht 51 als Plattier- oder Galvanisie relektrode die erste Blei-Tragschicht 52 einer Säulen form durch Galvanisieren so erzeugt, daß sie den Öff nungsabschnitt H ausfüllt. Hierauf werden die zweite Barrierenschicht 53, aus Nickel, Kupfer oder Palladium und die zweite Tragschicht 54 mit 40 Gew.-% Blei und 60 Gew.-% Zinn nacheinander durch Galvansieren erzeugt, um die Kontaktwarze 4 zu bilden.

Anschließend wird gemäß Fig. 12D das Resistmuster R mit tels einer Abblätterungslösung entfernt.

Daraufhin wird gemäß Fig. 12E unter Benutzung der Kon taktwarze 4 als Maske der vom Bereich unmittelbar unter der Kontaktwarze 4 verschiedene Bereich oder Abschnitt der ersten Barrierenschicht 51 weggeätzt.

Die Ausbildung der ersten Tragschicht 52, der zweiten Barrierenschicht 53 und der zweiten Tragschicht 54 braucht nicht unbedingt durch Galvansieren (electro plating) erfolgen. Hierfür können auch stromloses Plat tieren oder Galvanisieren, Vakuumaufdampfung oder Zer stäubung benutzt werden. Beim Vakuumaufdampfen oder Zer stäuben kann die Metallschicht, die auf dem vom Öff nungsabschnitt H verschiedenen Bereich abgelagert ist, durch Abheben im Resist-Abblätterungsvorgang entfernt werden.

Eine Kombination aus der ersten Tragschicht und der zweiten Tragschicht ist nicht auf die oben beschriebene Kombination beschränkt. Andere annehmbare Kombinationen sind eine Kombination aus einer Blei-Zinn-Legierung und einer Wismut-Zinn-Legierung, eine Kombination aus einer Indium-Blei-Zinn-Legierung und einer Wismut-Zinn-Legie rung sowie eine Kombination aus einer Blei-Zinn-Legie rung und einer Antimon-Zinn-Legierung.

Die Fig. 13A bis 13C veranschaulichen jeweils in Schnittansicht ein Verfahren zum Verbinden der auf be schriebene Weise hergestellten Kontaktwarzen mit der Schaltungsplatine.

Gemäß Fig. 13A wird der Halbleiter-Chip 1, auf welchem eine Kontaktwarze 4 geformt ist, zur Verdrahtungsplati ne 2 so justiert, daß die Kontaktwarze 4 einer auf der Verdrahtungsplatine ausgebildeten Anschlußelektrode 8 zugewandt ist bzw. gegenübersteht.

Durch Druckbeaufschlagung des Halbleiter-Chips 1 und der Verdrahtungsplatine 2 gemäß Fig. 13B wird sodann ein vorübergehendes Verbinden oder Bonden erreicht.

Anschließend werden gemäß Fig. 13C der Halbleiter-Chip 1 und die Verdrahtungsplatine 2 auf 220°C erwärmt, um die zweite Tragschicht 57 anzuschmelzen (to fuse). Da bei wird die erste Tragschicht 52 nicht angeschmolzen, so daß ihre Form unverändert bleibt, weil ihr Schmelz punkt 327°C beträgt. Bei einer Senkung der Temperatur des Halbleiter-Chips 1 und der Verdrahtungsplatine 2 wird hierauf die zweite Tragschicht 54 zum Erstarren ge bracht, wodurch der Halbleiter-Chip 1 elektrisch und me chanisch mit der Verdrahtungsplatine 2 verbunden wird.

Aufgrund dieser Ausgestaltung wird die Kontaktwarze 4 beim Verbinden weniger stark verformt. Da somit die Mög lichkeit für einen Kurzschluß zwischen benachbarten Kon taktwarzen aufgrund eines Fließens derselben weniger wahrscheinlich ist, kann der Abstand zwischen benachbar ten Kontaktwarzen auf einen kleineren Teilungs- oder Mittenabstand eingestellt werden. Die Kontaktwarze 4 be sitzt nach dem Verbinden eine solche Form, daß die Elek trode ausreichend hoch bleiben kann.

Da ferner im Bereich nahe Raumtemperatur die Fließspan nung der ersten Tragschicht 52 niedriger ist als dieje nige der zweiten Tragschicht 54, unterliegt nach dem Verbinden die erste Tragschicht 52 eher einer Verspan nung als die zweite Tragschicht 54. Wenn somit nach dem Verbinden aufgrund einer von außen einwirkenden Kraft eine Verspannung oder ein Verzug auftritt, verformt bzw. verzieht sich die erste Tragschicht 52, nicht aber die zweite Tragschicht 54, durchgehend. Da die erste Tragschicht 52 den größten Teil des Volumens der Kon taktwarze 4 einnimmt, verteilt sich die Verspannung oder der Verzug nahezu vollständig durch die Kontakt warze 4 hindurch. Aus diesem Grund wird eine Verspan nung oder ein Verzug pro Volumeneinheit geringer, so daß diesbezüglich eine höchst zuverlässige Halbleiteran ordnung bereitgestellt werden kann.

Claims

1. Halbleiteranordnung, umfassend:
einen Halbleiter-Chip (1) mit einer ersten Flä che, auf der ein Hauptbereich geformt ist,
eine Anzahl von auf der ersten Chip-Fläche aus gebildeten Chipelektroden (5),
eine dem Chip zugewandt oder gegenüberstehend an geordnete Schaltungsplatine (2) mit einer ersten Fläche, welche der ersten Fläche des Chips zuge wandt ist,
eine Anzahl von auf der Platine in Entsprechung zu den Chipelektroden angeordneten Platinenelektro den (8),
eine Anzahl von Kontaktwarzen (4) zum Verbinden der Chipelektroden mit den Platinenelektroden auf einer 1 : 1-Basis, wobei die Kontaktwarzen aus Löt metall bestehen, und
ein mit der ersten Fläche des Chips sowie der ersten Fläche der Platine verbundenes und zur Ver bindung zwischen dem Chip und der Platine beitragen des Wandelement (3), das aus einem Lötmetall herge stellt und so angeordnet ist, daß es die Kontakt warzen nicht berührt.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Lötmetall der Kontaktwarzen (4) und das Lötmetall des Wandelements (3) im wesentli chen das gleiche Metall sind.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine erste Verbindungsschicht (6) aus im wesentlichen dem gleichen Material wie das der Chipelektroden zwischen dem Chip (1) und dem Wand element (3) vorgesehen ist und eine zweite Verbin dungsschicht (7) aus im wesentlichen dem gleichen Material wie das der Platinenelektrode zwischen der Platine (2) und dem Wandelement (3) vorgesehen ist.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Wandelement (3) den Hauptbereich ununterbrochen umgibt und damit zwischen dem Chip (1) und der Platine (2) einen geschlossenen Raum bildet.

5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Wandelement (3) die Kontaktwarzen (4) umgebend oder umschließend angeordnet ist.

6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktwarzen (4) das Wandelement (103) umgebend angeordnet sind.

7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Chip (101) und der Plati ne (102) eine Harzversiegelungsschicht (Gießharz schicht) (106), das Wandelement (103) umgebend, vor gesehen ist.

8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kontaktwarzen (4) erste und zwei te, aus ersten bzw. zweiten Lötmetallen bestehende und stapelartig übereinander angeordnete Tragschich ten (52, 54) aufweisen, wobei die zweite Trag schicht (54) im Vergleich zur ersten Tragschicht (52) dünner ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt sowie eine höhere Fließspannung (oder Streckgrenze) aufweist.

9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Tragschicht (52) an der Sei te des Chips und die zweite Tragschicht (54) an der Seite der Platine angeordnet ist.

10. Halbleiteranordnung, umfassend:
einen Halbleiter-Chip (1) mit einer ersten Flä che, auf der ein Hauptbereich geformt ist,
eine Anzahl von auf der ersten Chip-Fläche aus gebildeten Chipelektroden (5),
eine dem Chip zugewandt oder gegenüberstehend an geordnete Schaltungsplatine (2) mit einer ersten Fläche, welche der ersten Fläche des Chips zuge wandt ist,
eine Anzahl von auf der Platine in Entsprechung zu den Chipelektroden angeordneten Platinenelektro den (8),
eine Anzahl von Kontaktwarzen (4) zum Verbinden der Chipelektroden mit den Platinenelektroden auf einer 1 : 1-Basis, wobei die Kontaktwarzen aus Löt metall bestehen, und
ein mit der ersten Fläche des Chips sowie der ersten Fläche der Platine verbundenes und zur Ver bindung zwischen dem Chip und der Platine beitragen des Wandelement (3), welches den Hauptbereich unun terbrochen umgibt oder umschließt und damit im we sentlichen einen geschlossenen Raum zwischen dem Chip und der Platine bildet.

11. Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Wandelement (3) im wesentli chen aus dem gleichen Lötmetall wie die Kontaktwar zen (4) besteht und so angeordnet ist, daß es die Kontaktwarzen nicht berührt.

12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß eine erste Verbindungsschicht (6) aus im wesentlichen dem gleichen Material wie das der Chipelektroden zwischen dem Chip (1) und dem Wandelement (3) vorgesehen ist und eine zweite Ver bindungsschicht (7) aus im wesentlichen dem glei chen Material wie das der Platinenelektroden zwi schen der Platine (2) und dem Wandelement (3) vor gesehen ist.

13. Halbleiteranordnung nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Chip (101) und der Platine (102) eine Harzversiegelungsschicht (Gieß harzschicht) (106), das Wandelement (103) umgebend, vorgesehen ist.

14. Halbleiteranordnung nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hauptbereich einen CCD-Pixel bereich (105) umfaßt.

15. Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnun gen, umfassend die folgenden Schritte:
Ausbilden einer Anzahl von Chipelektroden (5) auf einer ersten Fläche eines Halbleiter-Chips (1), auf dem ein Hauptbereich geformt ist,
Formen einer Anzahl von mit den Chipelektroden verbundenen Kontaktwarzen (4) und eines Wandele ments (3) in solcher Anordnung, daß es die Kontakt warzen nicht berührt, auf der ersten Fläche des Chips (1), wobei die Kontaktwarzen und das Wandele ment aus Lötmetall hergestellt werden,
Ausbilden einer Anzahl von Platinenelektroden (8) auf einer ersten Fläche einer Schaltungsplatine (2), derart, daß sie den Chipelektroden (5) entspre chen bzw. mit diesen übereinstimmen,
Anordnen des Chips und der Platine in der Weise, daß sie einander gegenüberstehen oder zugewandt sind, derart, daß die erste Fläche das Chips (1) der ersten Fläche der Platine (2) zugewandt ist und jede der Kontaktwarzen (4) eine entsprechende der Platinenelektroden (8) berührt, und
Wärmebehandeln des Chips (1) und der Platine (2), während sie einander zugewandt bleiben, sowie gleichzeitiges Fließlötverbinden der Kontaktwarzen (4) und des Wandelements (3) mit der Platine.

16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend den Schritt des Ausbildens einer ersten Anschluß- oder Verbindungsschicht (6) aus im wesentlichen dem glei chen Material wie die Chipelektroden (5) zusammen mit den Chipelektroden auf der ersten Fläche des Chips (1), wobei das Wandelement (3) auf der ersten Verbindungsschicht (6) geformt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend den Schritt des Ausbildens einer zweiten Anschluß- oder Verbindungsschicht (7) aus im wesentlichen dem glei chen Material wie die Platinenelektroden (8) zusam men mit den Chip- bzw. Platinenelektroden auf der ersten Fläche der Platine (2), wobei das Wandele ment (3) mit der zweiten Verbindungsschicht (7) ver bunden wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwarzen (4) und das Wandelement (3) aus im wesentlichen dem gleichen Material herge stellt und gleichzeitig geformt werden.