DE4435115A1 - Verfahren zur Herstellung einer LOC-Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus Chip, zwischenliegendem Tape und Leads (innenliegende Anschlußbeinchen, beispielsweise von einem Leadframe) Das zwischengelagerte Tape (ein- oder mehrlagiges Band) hat die Funktion eines Stabilisierungsstreifens für die empfindlichen Leads und dient gleichzeitig zur Befestigung der Leads auf der Chipfläche, beispielsweise durch Kleben.

Die fortschreitende Integration und die Zunahme kundenspezi­ fischer Schaltungen lassen die Größe und die Anschlußzahlen von integrierten Schaltungen (IC′s) steigen. Aufgabe der Ver­ bindungstechnik ist es, die extrem fein strukturierten Chips untereinander oder nach außen hin mit relativ groben Struktu­ ren zu verbinden. Vor der Herstellung der elektrischen Ver­ bindung von einem Halbleiterchip nach außen hin wird dieser selbst auf einer Unterlage, dem sogenannten Substrat befe­ stigt. Im Falle eines in ein Kunststoffgehäuse eingebetteten Halbleiterchips besteht dieses Substrat in der Regel aus ei­ nem metallischen Systemträger. Die sogenannte LOC-Technik (Lead-On-Chip) sieht eine Befestigung der inneren Leadenden eines Leadframes/Systemträgers direkt auf der Chipfläche vor, auf der auch die elektrische Kontaktierung über entsprechende Anschlußflächen vorgenommen wird. Die elektrische Kontaktie­ rung geschieht in der Regel über sogenannte Bond-Drähte zwi­ schen Anschlußflecken auf der Chipfläche und den Innerleads.

Bei der Herstellung dieser LOC-Anordnung werden die bereits erwähnten Tapes verwendet. Man unterscheidet den Einsatz von Full-Tape und Partial-Tape. Ein sogenanntes Full-Tape bedeckt die entsprechende Chipfläche vollständig. Ein sogenanntes Partialtape ist kleiner, als die entsprechende Chipfläche und wird an besonders kritischen Stellen zwischen Chipfläche und Innerleads zur mechanischen Stabilisierung und zur Befesti­ gung der Leads auf dem Chip eingesetzt. In der Regel kommen mehrere Partial-Tapes bei einem Chip zum Einsatz.

Zur Herstellung einer LOC-Anordnung wird bisher ein Multi­ layer -Tape (Mehrschichtaufbau) eingesetzt. Ein hierbei be­ vorzugtes Material ist das Polyimid, das als Träger dient und beidseitig eine Klebstoffschicht aufweist. Die Stärke der Klebstoffschicht beträgt in der Regel 10 bis 20 µm. Die Stärke des Polyimidbandes beträgt ca. 50 µm. Die Gesamtstärke dieses Tapes liegt somit im Bereich von ca. 90 µm. Die Bereitstellung des Tapes geschieht bisher Online über ein Stanzwerkzeug, das die entsprechende für die gerade zu be­ stückende Chipform passende Ausbildung des Tapes in der Fer­ tigungslinie ausstanzt, das anschließend auf der entsprechen­ den Chipfläche positioniert wird. Dies betrifft sowohl Full- Tape, als auch Partial-Tape. Hierbei ist eine Genauigkeit von ± 25 µm in der Fertigungslinie einzuhalten, was insbeson­ dere bei einem Wechsel zwischen verschiedenen Chipgeometrien, d. h. bei einer erneuten Einrichtung der Fertigungsstraße kritisch ist. Mit anderen Worten müssen Pitch (Beinchenabstand) und Klebefolie positionsgenau übereinstim­ men. Es ist erkennbar, daß bei einem Chipwechsel in der Fer­ tigungslinie ein Umrüsten der Stanze zur Bereitstellung der Tapes mit einem relativ hohen Zeitaufwand verbunden ist.

Der mehrlagige Aufbau der Tapes mit einer Trägerschicht aus Polyimid hat den Zweck eine Klebstoffschicht handhabbar zu machen, so daß sie, von der Stanze geliefert und zwischen Chip und Leadframe positioniert werden kann. Das Trägermate­ rial des Tapes (Multilayer, Polyimid) hat jedoch die nachtei­ lige Eigenschaft Feuchtigkeit aufzunehmen. Dies ergibt Pro­ bleme bezüglich der Zuverlässigkeit der elektronischen Schaltung. Aus diesem Grund wird teilweise von einem Full-Ta­ pe auf ein Partial-Tape übergegangen, um entsprechend weniger feuchtigkeitsaufnehmendes Material zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bereitstellung eines Tapes zur Herstellung einer LOC-Anordnung in einer Fer­ tigungslinie derart zu gestalten, daß zeitaufwendige Werk­ zeugwechsel bei einem Chipwechsel entfallen. Die Lösung die­ ser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein vorge­ stanztes Tape auf einem Hilfsträger in die Fertigungslinie eingebracht werden kann. Dies bezieht sich sowohl auf die Einbringung eines Full-Tapes, als auch eines Partial-Tapes. Ist die LOC-Anordnung aufgrund der Moldbarkeit (Ausführbarkeit der Umspritzung mit Kunststoff) nur mit einem Full-Tape möglich, so wird dieses entsprechend zugeführt. Großer Vorteil des Einsatzes eines Hilfsträgers, der die vor­ gestanzten Tapes anstelle eines in der Fertigungslinie vor­ handenen Stanze in die Fertigungslinie einbringt, besteht darin, daß der Träger des Tapes entfallen kann und lediglich ein vorgestanztes Adhäsiv als Tape über den Hilfsträger ge­ liefert wird. Auch hier gilt, daß Pitch und Klebefolie bzw. Adhäsiv bzw. Klebstoff in ihrer ebenen Ausbildung überein­ stimmen müssen. Der bei einer in der Fertigungslinie vorhan­ denen Stanze früher notwendige Träger, der, beidseitig be­ schichtet, das Tape gebildet hat, kann somit entfallen. Der Wechsel eines Stanzwerkzeuges bei einem Chipwechsel in der Fertigungslinie entfällt ebenfalls. Es ist lediglich ein Zu­ führmodul, das den Hilfsträger mit den darauf befindlichen vorgestanzten Tapes beinhaltet bei einem Chipwechsel inner­ halb der Fertigungslinie entsprechend auszutauschen. Wenn die jeweilig vorhandene LOC-Anordnung den Einsatz lediglich einer Klebstoffschicht zuläßt, so entfällt das für die Feuchtig­ keitsaufnahme verantwortliche Trägermaterial des Tapes. Die Entscheidung für den Einsatz eines Full-Tapes oder eines Partial-Tapes geschieht u. a. aufgrund der Möglichkeit, eine Kunststoffumspritzung herzustellen. Der Einsatz lediglich einer Klebstoffschicht ohne Träger als zwischengelagertes Ta­ pe kann, da die Gesamtstärke der Schicht (Tape) jetzt sehr dünn ist, unter Umständen nur in Form eines Full-Tapes in Frage kommen. Weitere Versuche können jedoch den Einsatz ei­ nes Partial-Tapes, das lediglich durch eine Klebstoffschicht dargestellt wird und vorgestanzt über einen Hilfsträger in die Fertigungslinie eingebracht wird, zur Fertigungsreife führen.

Eine Verringerung der Schichtdicke des Tapes ist sowohl bei der Verwendung eines mehrlagigen Tapes, als auch bei der Ver­ wendung eines nur aus einer Klebstoffschicht bestehenden Ta­ pes möglich. Ein beidseitig mit Klebstoff beschichtetes Po­ lyimid-Tape mit einer Gesamtstärke von beispielsweise 90 µm weist nach dem Anpressen auf dem Chip bzw. auf dem Leadframe eine Stärke von 70 µm auf.

Somit ist es denkbar über einen erfindungsgemäßen Hilfsträger ein mehrlagiges Tape in die Fertigungslinie einzubringen, daß beispielsweise als Full-Tape ausgebildet eine wesentlich geringere Materialstärke aufweist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der Zeiterspar­ nis des Wechselvorganges für eine in der Fertigungslinie zur Herstellung der gestanzten Tapes vorhandenen Stanze.

Im folgenden wird anhand der schematischen Figuren ein Aus­ führungsbeispiel beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Tapes bestehend aus dem Träger 7 und der doppelseitig aufgebrachten Kleb­ stoffschicht 6,

Fig. 2 und 3 zeigen Tapes 51, 52, sogenannte Partial-Ta­ pes,

Fig. 4 zeigt den Innerlead-Bereich eines Systemträgers (Leadframe) über insgesamt vier Partial-Tapes über der Fläche eines Chips.

In der Fig. 1 ist ein herkömmliches Tape im Schnitt darge­ stellt, daß aus einem Träger 7, beispielsweise Polyimid, und beidseitigen Beschichtungen mit einer Klebstoffschicht 6 be­ steht. Diese Version eines Tapes kann als Full-Tape ausge­ bildet beispielsweise in Form eines Rechteckes mit abgerunde­ ten Kanten vorliegen, das im zentralen Bereich eine kreisför­ mige Aussparung aufweist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die laterale Ausbildung von Par­ tial-Tapes 51, 52.

Die bisher notwendige Stabilität eines Tapes zur Handhabung innerhalb einer Fertigungslinie, d. h. zum Aufbringen auf ei­ nen Chip oder ein Leadframe, erforderte einen Träger 7 aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyimid. Der Übergang von einer innerhalb der Fertigungslinie vorhandenen Stanze zur einem schnell wechselbaren Hilfsträger, der bereits vorge­ stanzte Tapes in die Fertigungslinie einbringt, bewirkt zu­ nächst eine Zeitersparnis für den Fall einer Umrüstung der Fertigungslinie auf andere Chips und entsprechend andere Ta­ pes. Weiterhin muß ein durch einen Hilfsträger zugeführtes Tape geringere Stabilitätsanforderungen erfüllen. Somit kann die Verwendung eines Trägers 7 entfallen. Weiterhin entfällt eine in der Linie vorhandene Stanze. Somit können nachteilige Einflüsse eines Trägermateriales, beispielsweise die Feuch­ tigkeitsaufnahme des Polyimids, eliminiert werden. Im Polyimid gespeicherte Feuchtigkeit führte bisher häufig zu Gehäu­ serissen beim Löten.

Die Stärke einer Klebstoffschicht, die als Full-Tape einge­ bracht wird, beträgt beispielsweise 25 µm. Wird ein Full-Tape verwendet, so ergeben sich keine Hohlräume zwischen den elektrischen Anschlußbeinchen, die durch die Preßmasse bei der nachfolgenden Umhüllung der LOC-Anordnung ausgefüllt wer­ den müssen. Nachdem jedoch bei der Verwendung eines Partial- Tapes Hohlräume entstehen können, die entsprechend durch Preßmasse ausgefüllt werden müssen, muß hier unter Umständen auf ein stärkeres Tape zurückgegriffen werden. Ist diese grö­ ßere Materialstärke des Tapes nicht in Form einer einzigen Klebstoffschicht ausführbar, so wird weiterhin ein mehrlagi­ ges Tape verwendet.

In Fig. 4 ist die Verwendung eines Partial-Tapes 51, 52 dar­ gestellt. Der äußere Rahmen der Fig. 4 wird durch die Chip­ kante 1 gegeben. In dieser Draufsicht sind die Leads 2 (Innerlead) dargestellt, deren Leadspitzen im zentralen Be­ reich der Anordnung auf dem Partial-Tape 52 entsprechend Fig. 2 gelagert sind. Im Randbereich geschieht die Lagerung mittels des Tapes 51, das in Fig. 3 dargestellt ist. Die auf der Chipoberfläche vorhandenen Pads (Anschlußflecken) werden mittels Bonddrähten 4 elektrisch mit den Leads 2 verbunden. Dies kann auch im äußeren Bereich geschehen, wo ein Partial- Tape 51 entsprechend Fig. 3 positioniert ist.

Die Verwendung eines Full-Tapes bedeutet eine wesentlich grö­ ßere Abdeckung der Chipfläche. Lediglich in einem zentralen Bereich, in dem das Full-Tape eine annähernd kreisrunde Aus­ sparung aufweist können die Kontaktierungen vorgenommen wer­ den.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Lead-On-Chip (LOC)-Anord­ nung mit einem eine Chipfläche ganz oder teilweise bedecken­ den Tape, daß zwischen der Chipfläche und den Leads (2) zu deren gegenseitiger Befestigung positioniert wird, wobei das aus einem Träger (7) und einer beidseitig auflaminierten Klebstoffschicht (6) bestehende Tape innerhalb einer Ferti­ gungslinie in vorgegebener Form ausgestanzt und entsprechend positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tape dem Fertigungsprozeß mittels eines Hilfsträgers zu­ geführt wird, wobei der Hilfsträger eine Vielzahl von vorge­ stanzten Tapes trägt, die in der Fertigungslinie exakt auf die Chipfläche positionierbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hilfsträger ein zu einer Rolle aufgewickel­ ter Streifen ist, auf dem die vorgestanzten Tapes hinterein­ ander angeordnet und beabstandet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tape lediglich aus einer einzigen Klebstoffschicht (6) besteht.