DE4338248A1

DE4338248A1 - Vorrichtung zum Testen einer Lead-on-Chip-Verbindung

Info

Publication number: DE4338248A1
Application number: DE19934338248
Authority: DE
Inventors: Heiner Justen; Robert Dipl Ing Hagen; Juergen Dipl Ing Steinbichler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1995-05-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Testen einer Lead-on-Chip-Verbindung mit einem Halbleiterchip, der mit Hilfe einer beidseitig klebenden Folie mit einem Systemträger verbunden ist.

Bei der Herstellung integrierter Schaltkreise wird ein Halb leiterchip üblicherweise auf einen Systemträger (Leadframe) montiert. Dabei wird der Chip selbst auf einer Insel des Systemträgers befestigt, der gegenüber die mit den Chipan schlüssen zu kontaktierenden Anschlußfinger angeordnet sind. Die Verbindung (Diebond) des Halbleiterchips (Die) mit dem Systemträger erfolgt bei herkömmlichen Bauformen oft mit Hilfe eines silbergefüllten Epoxid-Klebers, der beispielswei se mit einer oder mehreren Kapillaren aufgebracht werden kann.

Im Zuge der Miniaturisierung integrierter Schaltkreise ermög licht die sogenannte Lead-on-Chip-(LOC-)Technik eine weitere Verringerung der Gehäuseabmessungen. Ein wesentlicher Unter schied der LOC-Technik gegenüber anderen Montageverfahren besteht darin, daß der Halbleiterchip nach der Anpassung seines Layouts an das Leadframe-Layout mit Hilfe einer beid seitig klebenden Folie mit dem Systemträger verbunden wird.

Eine gute Verbindungstechnik zwischen dem Halbleiterchip und dem Systemträger ist eine der Voraussetzungen für die Zuver lässigkeit der integrierten Schaltung.

Die Erfindung soll deshalb eine Möglichkeit angeben, die Güte einer LOC-Verbindung zwischen Halbleiterchip und Systemträger auf eine reproduzierbare und vergleichbare Weise angeben zu können.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert.

Fig. 1 zeigt einen Halbleiterchip 1, der auf einen System träger 2 mit Hilfe einer LOC-Verbindung 3, d. h. mit Hilfe einer beidseitig mit Kleber beschichteten Folie verbunden ist. Diese Anordnung ist aus dem Trägerband für den System träger vereinzelt.

Die so erhaltene Anordnung ist mit der Systemträgerseite, d. h. der dem Halbleiterchip abgewandten Unterseite des System trägers 2 mit einem starren Substrat 4, beispielsweise aus Aluminium verbunden. Das starre Substrat 4 hat in etwa die selben äußeren Abmessungen wie der Systemträger. Die Verbin dung erfolgt durch eine Klebung 5. Bei dieser Klebeverbindung ist es wesentlich, daß nur der Systemträger fixiert wird und der Klebstoff nicht auch mit der beidseitig klebenden Folie 3, die zwischen den einzelnen Anschlußfingern des Systemträ gers freiliegt, eine Klebeverbindung eingeht. Ein derartiger Kleber muß neben einer vorgegebenen mechanischen Festigkeit und einer ausreichend langen Topfzeit vorzugsweise eine hohe Viskosität haben. Als Kleber kommt beispielsweise ein Zwei komponenten-Konstruktionsklebstoff in Betracht, wie er im Handel beispielsweise als Scotch-Weld-Duo-Pack DP 100, DP 110 oder DP 190 von der Firma 3M erhältlich ist. Um eine defi nierte, gleichmäßige und konstante Kleberschichtdicke zu erhalten, wird der Klebstoff z. B. mit Hilfe eines Rakels auf den Systemträger aufgebracht.

Das starre Substrat 4 hat vorzugsweise eine rauhe, aber plane Oberfläche und ist vor der Klebung z. B. mit Isopropanol gereinigt worden. Es ist zwar wünschenswert, daß die System trägeranordnung zur Herstellung einer guten Klebeverbindung nicht fettig ist, jedoch wird der Systemträger nicht gerei nigt, da das in dem Reinigungsmittel enthaltene Lösungsmittel die beidseitig klebende Folie angreifen kann.

Auf der anderen Seite der so erhaltenen Anordnung, d. h. auf dem Halbleiterchip 1 wird ein Stempel 7 mit Haltestange 8 aufgeklebt. Die Fläche des Stempels 7 ist vorzugsweise mit ihren Abmessungen an die Abmessungen des Halbleiterchips angepaßt. Die Klebeverbindung 6 des Stempels 7 mit dem Halb leiterchip 1 erfolgt mit Hilfe eines im Handel erhältlichen Cyanacrylatklebers, z. B. der Firma Loctite (Produktbezeichnung Loctite 496). Auch hier ist die Reinheit beider Fügepartner eine wichtige Voraussetzung für eine gute Klebeverbindung. Gegebenenfalls können sowohl der Halbleiter chip als auch der Stempel z. B, mit Isopropanol gereinigt werden.

Die gemäß Fig. 1 erhaltene Probenanordnung wird anschließend in einen entsprechend hergerichteten Materialtester, bei spielsweise vom Typ BT-100 der Firma DAGE eingesetzt. Auf diese Weise ergibt sich gemäß Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Testen einer Lead-on-Chip-Verbindung.

Gemäß Fig. 2 ist über den Stempel mit Haltestange 7, 8 der präparierten Probenanordnung eine Hülse 13 geschoben. Diese Hülse dient zum Gegenhalten der Probenanordnung gegen den ortsfesten Probenteil 10. Bevorzugt hat die Aussparung der Hülse 13 zur Aufnahme der Probenanordnung Abmessungen, die nur etwas größer sind als die Abmessungen des Halbleiterchips 1. Die Haltestange 8 des Stempels 7 verläuft durch die Hülse 13 und den starren ortsfesten Vorrichtungsteil 10 sowie durch eine Bohrung in einem beweglichen Arm 11 der Vorrichtung. Die Haltestange 8 wird mit Hilfe einer Mutter 12 fest auf dem beweglichen Arm 11 der Vorrichtung eingespannt.

Zum Prüfen der Verbindung zwischen dem Halbleiterchip und dem Systemträger wird anschließend der bewegliche Arm 11 mit der daran angebrachten Haltestange und der Prüfanordnung in Pfeilrichtung von dem starren Vorrichtungsteil 10 fortbewegt. Da die Hülse den auf dem starren Substrat 4 befestigten Systemträger während dieses Vorgangs gegenhält, wird die beidseitig klebende Folie 3 durch die Bewegung des bewegli chen Arms 11 und der damit verbundenen Bewegung des Halblei terchips 1 bis zur Zerstörung der Verbindung belastet. Die erforderliche Kraft für die Zerstörung der Verbindung zwi schen Halbleiterchip und Systemträger wird mit Hilfe von Sensoren, die an der Vorrichtung angebracht sind, gemessen und dokumentiert. Die Größe der erforderlichen Zerstörungs kraft gibt ein Maß für die Qualität der getesteten Klebever bindung. Die Bewertung der jeweiligen Zerstörungskraft er folgt mit Hilfe von Daten, die durch Vorversuche ermittelt worden sind, da der absolute Wert der Kraft u. a. abhängig ist von der Fläche der zu testenden Verbindung.

Claims

1. Vorrichtung zum Testen einer Lead-on-Chip-Verbindung mit einem Halbleiterchip, der mit Hilfe einer beidseitig kleben den Folie mit einem Systemträger verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halbleiterchip (1) mit einem Stempel (7) verbunden ist,
daß der Stempel (7, 8) in einer Hülse (13) beweglich geführt ist und
daß die Hülse eingespannt ist und zum Gegenhalten des System trägers (2) bei einer Bewegung des Stempels (7, 8) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemträger (2) mit einem starren Substrat (4) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemträger (2) mit dem starren Substrat (4) durch einen Klebstoff (5) hoher Viskosität verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (1) mit dem Stempel (7, 8) durch einen Klebstoff (3) auf Cyanacrylatbasis verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der Hülse (13) eine Aussparung mit nicht wesentlich größeren Abmessungen als der Chip (1) hat.