DE4435115C2 - Verfahren zur Herstellung einer Lead-On-Chip (LOC)-Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer LOC-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das zwischenliegende Tape (ein- oder mehrlagiges Band) hat die Funktion eines Stabilisierungsstreifens für die empfind­ lichen 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 einem aus der EP-0 513 521 A2 bekannten Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung einer LOC-Anordnung werden die bereits erwähnten Tapes verwendet. Man unterschei­ det den Einsatz von Full-Tape und Partial-Tape. Ein sogenann­ tes Full-Tape bedeckt die entsprechende Chipfläche vollstän­ dig. Ein sogenanntes Partial-Tape ist kleiner, als die ent­ sprechende Chipfläche und wird an besonders kritischen Stel­ len zwischen Chipfläche und Innerleads zur mechanischen Sta­ bilisierung und zur Befestigung der Leads auf dem Chip einge­ setzt. In der Regel kommen mehrere Partial-Tapes bei einem Chip zum Einsatz.

Zur Herstellung einer LOC-Anordnung wird auch bei dem aus der EP-0 513 521 A2 bekannten Verfahren ein Multilayer-Tape (Mehrschichtaufbau) eingesetzt. Ein hierbei bevorzugtes Mate­ rial ist das Polyimid, das als Träger dient und beidseitig eine Klebstoffschicht aufweist. Die Stärke der Klebstoff­ schicht beträgt in der Regel 10 bis 20 µm. Die Stärke des Po­ lyimidbandes 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 bestückende Chipform passende Ausbildung des Tapes in der Fertigungslinie ausstanzt, das anschließend auf der entsprechenden Chipfläche positioniert wird. Dies betrifft sowohl Full-Tape, als auch Partial-Tape. Hierbei ist eine Genauigkeit von +/- 25 µm in der Fertigungs­ linie einzuhalten, was insbesondere bei einem Wechsel zwi­ schen verschiedenen Chipgeometrien, d. h. bei einer erneuten Einrichtung der Fertigungsstraße kritisch ist. Mit anderen Worten müssen Pitch (Beinchenabstand) und Klebefolie positi­ onsgenau übereinstimmen. Es ist erkennbar, daß bei einem Chipwechsel in der Fertigungslinie ein Umrüsten der Stanze zur Bereitstellung der Tapes mit einem relativ hohen Zeitauf­ wand 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 Trägermaterial des Tapes (Multilayer, Polyimid) hat jedoch die nachteilige Eigenschaft Feuchtigkeit aufzunehmen. Dies ergibt Probleme bezüglich der Zuverlässigkeit der elektronischen Schaltung. Aus diesem Grund wird teilweise von einem Full-Tape auf ein Partial-Tape übergegangen, um entsprechend weniger feuchtig­ keitsaufnehmendes 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. Der Wechsel eines Stanzwerkzeuges bei einem Chipwechsel in der Fertigungslinie entfällt vor­ teilhafterweise. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der Zeitersparnis des Wechselvorganges gegenüber einer in der Fertigungslinie zur Herstellung der gestanzten Tapes vorhan­ denen Stanze.

Es ist lediglich ein Zuführmodul, das den Hilfsträger mit den darauf befindlichen vorgestanzten Tapes beinhaltet bei einem Chipwechsel innerhalb der Fertigungslinie entsprechend auszu­ tauschen. Dies bezieht sich sowohl auf die Einbringung eines Full-Tapes, als auch eines Partial-Tapes. Ist die LOC- Anordnung aufgrund der Moldbarkeit (Ausführbarkeit der Um­ spritzung mit Kunststoff) nur mit einem Full-Tape möglich, so wird dieses entsprechend zugeführt.

Ein weiterer Vorteil des Einsatzes eines Hilfsträgers, der die vorgestanzten Tapes anstelle einer in der Fertigungslinie vorhandenen Stanze in die Fertigungslinie einbringt, besteht darin, daß der Träger des Tapes entfallen kann und lediglich ein vorgestanztes Adhesiv als Tape über den Hilfsträger ge­ liefert wird. Auch hier gilt, daß Pitch und Klebefolie bzw. Adhesiv 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.

Wenn die jeweilig vorhandene LOC-Anordnung den Einsatz ledig­ lich einer Klebstoffschicht zuläßt, so entfällt das für die Feuchtigkeitsaufnahme verantwortliche Trägermaterial des Ta­ pes. Die Entscheidung für den Einsatz eines Full-Tapes oder eines Partial-Tapes geschieht u. a. aufgrund der Möglichkeit, eine Kunststoffumspritzung herzustellen. Der Einsatz ledig­ lich einer Klebstoffschicht ohne Träger als zwischenliegendes Tape 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 eines Partial-Tapes, das lediglich durch eine Klebstoff­ schicht dargestellt wird und vorgestanzt über einen Hilfsträ­ ger in die Fertigungslinie eingebracht wird, zur Fertigungs­ reife führen.

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

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- Tapes,

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

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

Die Fig. 2 und 3 zeigen die laterale Ausbildung von Parti­ al-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 zu ei­ nem schnell wechselbaren Hilfsträger, der bereits vorgestanz­ te Tapes in die Fertigungslinie einbringt, bewirkt zunächst eine Zeitersparnis für den Fall einer Umrüstung der Ferti­ gungslinie auf andere Chips und entsprechend andere Tapes. 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 Ein­ flüsse eines Trägermateriales, beispielsweise die Feuchtig­ keitsaufnahme des Polyimids, eliminiert werden. Im Polyimid gespeicherte Feuchtigkeit führte bisher häufig zu Gehäuseris­ sen 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 elek­ trischen Anschlußbeinchen, die durch die Preßmasse bei der nachfolgenden Umhüllung der LOC-Anordnung ausgefüllt werden 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 größere Ma­ terialstärke des Tapes nicht in Form einer einzigen Kleb­ stoffschicht ausführbar, so wird weiterhin ein mehrlagiges 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 Aussparung aufweist, kön­ nen die Kontaktierungen Vorgenommen werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Lead-On-Chip (LOC)- Anordnung mit einem eine Chipfläche ganz oder teilweise be­ deckenden Tape, das in einer Fertigungslinie zwischen der Chipfläche und den Leads (2) zu deren gegenseitiger Befe­ stigung positioniert wird, wobei das Tape in vorgegebene Form ausgestanzt und entsprechend positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tape außerhalb der Fertigungslinie vorgestanzt und mit­ tels eines Hilfsträgers in die Fertigungslinie zugeführt wird, wobei der Hilfsträger eine Vielzahl von vorgestanzten Tapes trägt, die in der Fertigungslinie exakt auf die Chipfläche positioniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsträger ein zu einer Rolle aufgewickelter Streifen ist, auf dem die vorgestanzten Tapes hintereinander angeord­ net und beabstandet sind.

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