DE4430990C2 - Verfahren zur Reinigung der Rückseite eines Chips sowie der Oberfläche von nach außen freiliegenden Teilen der aus dem Chip und einem Träger bestehenden Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen auf der Chiprückseite sowie den, die im wesentlichen Reste von Hilfsmaterialien in der Vormontage sind.

Durch Verunreinigungen auf der Chiprückseite, die aus anhaf­ tenden Resten von Hilfsmaterialien verschiedener vorausge­ hender Prozeßschritte, wie beispielsweise Schleifen oder Sägen, bestehen, kann die Haftfestigkeit der Chiprückseite zur einhüllenden Kunststoffmasse stark reduziert sein. Bei der Umhüllung mit einer solchen Preßmasse, in der Regel ein Duroplast, sollte die Kunststoffschicht als eine auf der Chiprückseite fest haftende Schicht ausgebildet sein. Führt jedoch eine zu geringe Haftfähigkeit im Betrieb oder beim Einlöten zu Delaminationen, so können Risse im Gehäuse des elektronischen Bauteiles auftreten und zum Ausfall des Bau­ teiles führen.

Die auf einer Chiprückseite vorhandenen Verunreinigungen können organische Substanzen oder beispielsweise Silikone sein. Häufig haften Substanzen, wie beispielsweise Sägefo­ lien, die als Hilfsmaterialien beim Vereinzeln von Chips aus einem Wafer verwendet werden, auf dem Chip. Bei der LOC- Montage (Lead On Chip) sind nach außen freiliegende Teile der Chiprückseite von Verunreinigungen zu säubern.

Bisher bekannte Reinigungsverfahren sahen den Einsatz be­ stimmter Sägefolien (UV-Sägefolien) zur Vermeidung von Kont­ aminationen vor.

In einem anderen Verfahren wurde die Reinigungskraft von Ozon ausgenutzt. Ein wesentlicher Nachteil besteht jedoch darin, daß sich nicht alle Substanzen mit Ozon reinigen bzw. entfer­ nen lassen.

In dem Aufsatz "Failure Analysis of Die-Attachment on Static Random Access Memory (SRAM) Semiconductor Devices" von S. L. TAN et al. In "Journal of Electronic Materials", Vol. 16, No. 1, 1987, Seiten 7-11 werden Einflußfaktoren für die Haltbarkeit der mechanischen Verbindung zwischen einem Chip und einem Trägersubstrat beschrieben. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, die gegebenenfalls kontaminierte Rückseite des Chips vor der Verbindung mit dem Substrat durch Plasma-Ätzung zu reinigen.

Die EP 0493278 A1 betrifft ein zweistufiges Argon-Plasma- Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines Substrats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung der Rückseite von - insbesondere mittels eines LOC-Verfahrens - auf einem Träger montierten Chips bereitzustellen, mittels dem die Chiprückseite ausreichend gereinigt wird, um Delami­ nationen nach der Umhüllung mit Kunststoff zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des An­ spruches.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Reinigung der Chiprückseite mittels eines Argonplasmaprozes­ ses vor dem Umhüllen mit Preßmasse eine Delamination zwischen Chiprückseite und Kunststoffumhüllung verhindert. Dies beruht darauf, daß sämtliche Verunreinigungen in diesem Argonplasma­ prozeß entfernt werden und zugleich die Oberfläche aktiviert wird. Dies läßt sich durch Messung der Oberflächenenergie nachweisen. Nachdem das Argonplasmaverfahren isotrop wirkt, so daß Abschattungen irgendwelcher Art keinerlei Auswirkungen nach sich ziehen, wird nicht nur die Chiprückseite gereinigt, sondern auch ein Teil der Oberfläche des Leiterrahmens (Leadframes) und des Bandes (Tapes). Die Oberflächenenergie dieser mit in den Argon­ plasmaprozeß eingebrachten Bestandteile wird ebenfalls er­ höht. Somit ergibt sich ein doppelter Effekt, der aus Reini­ gung und Aktivierung der Oberfläche besteht. Diese Vorteile betreffen die nach außen hin freiliegenden Oberflächenberei­ che der Anordnung Leadframe, Tape und Chip.

Unter Bezug auf die begleitende Figur, die einen Querschnitt durch ein LOC-Plastikgehäuse darstellt, wird im folgenden die Erfindung beispielhaft beschrieben.

In der Figur ist ein elektronisches Bauelement, ein Chip 1, mit einer Chiprückseite 5 dargestellt. Dieser ist unter Zwischenschaltung eines Montagebandes, Tape 2, mit den Pins 4 verbunden. Diese Verbindung betrifft im wesentlichen die mechanische Halterung, wobei eine elektrische Kontaktierung in der Regel über Bonddrähte geschieht. Der wesentliche innere Teil der Anordnung ist mit einer Hüllmasse oder Preß­ masse 3 umgeben. Die nach außen geführten Anschlußbeinchen sind in diesem Fall als sog. J-Leads ausgeführt.

Anhand dieses schematisch dargestellten Querschnittes eines LOC-Plastik-Gehäuses ist erkennbar, daß die das Gehäuse bildende Preßmasse 3, in diesem Fall ein Duroplast, die im wesentlichen den Chip 1 vor äußeren Einflüssen schützen soll, direkt an der Chiprückseite 5 anliegt bzw. haftet. Eine Delamination an dieser Stelle, d. h. beispielsweise eine Beabstandung zwischen Preßmasse 3 und Chiprückseite 5, führt in Verbindung mit der im Betrieb vorhandenen thermischen Belastung zu Rissen in der Rückseite des Kunststoffgehäuses. Neben der Tatsache, daß die Schutzfunktion der Umhüllung beeinträchtigt ist, führen die damit verbundenen, in der gesamten Anordnung vorhandenen Spannungen meist zum Ausfall der elektronischen Einheit.

Um eine Delamination insbesondere an der Chiprückseite 5 auszuschließen, wird vorgeschlagen, in einem Argonplasmapro­ zeß die Chiprückseite 5 zu reinigen und zu aktivieren, um eine gute Haftung zur Umhüllmasse zu erreichen.

Nachdem ein Argonplasmaprozeß in der Regel mit Horden be­ schickt wird, wobei eine Vielzahl von zu reinigenden Anord­ nungen in einem Gestell dem Prozeß in einer Charge zugeführt wird, könnte es theoretisch leicht zu Abschattungen kommen. Der Argonplasmaprozeß ist jedoch weitestgehend isotrop, d. h. er wirkt in jeder Richtung gleichmäßig. Somit werden nicht nur die von einem Leadframe nicht bedeckten Oberflächenberei­ che der Chiprückseite 5 gereinigt, sondern sämtliche andere miteingebrachten Bestandteile ebenso. Mit anderen Worten wird durch diesen Prozeßschritt eine Aktivierung der Chiprückseite 5 und darüber hinaus der Oberflächen des Leadframes und des Tapes 2 bewirkt. Dies bedeutet eine Erhöhung der Oberflächen­ energie. Diese Erhöhung der Oberflächenenergie läßt sich beispielsweise durch die Kontaktwinkelmeßmethode (CAM) nach­ weisen.

Ein weiterer Nachweis, inwieweit die Haftfähigkeit der Chip­ rückseite zur Umhüllung, d. h. zur Preßmasse 3, gegeben ist, läßt sich durch Zerstörung der Anordnung erbringen. Ist die Chiprückseite nach mechanischer Öffnung des Gehäuses spiegel­ blank, so hat die Preßmasse 3 nicht auf dieser Oberfläche gehaftet. Sind Teile der Preßmasse nach dem Bruch weiterhin auf der Chiprückseite zu finden, so liegt bzw. lag eine Haftung vor.

Im Zuge der ursprünglich beabsichtigten Verbesserung der Reinigung einer Chiprückseite von Verunreinigungen aus vor­ hergehenden Prozeßschritten haben sich somit mehrere Vorteile eingestellt. Neben der eine bessere Haftung der Preßmasse 3 auf der Chiprückseite 5 bewirkenden vollständigen Reinigung trägt jetzt auch die höhere Oberflächenenergie der besagten Teile zur Verbesserung der Haftung bei.

Claims (1)

1. Verfahren zur Reinigung der Rückseite eines Chips (1) sowie der Oberflächen von nach außen freiliegenden Teilen einer aus dem Chip (1) und einem Träger bestehenden Anordnung von Rückständen aus vorhergehenden Prozeßschritten, wobei der Chip (1) bereits - insbesondere mittels LOC-Montage - auf dem Träger montiert ist, wobei die gesamte Anordnung von Chip (1) und Träger unmittelbar vor dem anschließenden Umhüllen mit einer Preßmasse mittels eines Argonplasmaverfahrens gereinigt wird, wobei gleichzeitig die Oberflächenenergie der mit diesem Argonplasmaverfahren behandelten Oberflächen erhöht wird.