DE60207282T2 - Verkapselung des anschlusslots zur aufrechterhaltung der genauigkeit der anschlussposition - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein mikroelektronische Schaltungen und insbesondere das packaging oder Verkapseln von mikroelektronischen Schaltungen.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Bei zahlreichen Pin Grid Array (PGA)-Packaging-Pozessen werden die Stifte an dem Paket-Substrat befestigt, bevor der entsprechende Chip montiert wird. Während des anschließenden Chipanschlußverfahrens kann das Lot, das die Stifte mit dem Substrat verbindet, schmelzen, wenn die umgebenden Verarbeitungstemperaturen zu hoch sind. Wenn das Stiftlot schmilzt, so können die Stifte wackeln und sich aus den Positionsbereichen herausbewegen, die für das Einsetzen in den Sockel benötigt werden. Um zu verhindern, daß das Stiftlot schmilzt, wurden während des Chipanschlußverfahrens herkömmlicherweise Lote mit niedrigerer Schmelztemperatur verwendet, so daß die Schmelztemperatur des Stiftlots nicht überschritten wird. Es wird jedoch zunehmend populärer, während des Die-Packaging-Prozesses Lote mit höherer Schmelztemperatur (beispielsweise bleifreie Lote) zu verwenden. Der Gebrauch solcher Lote macht es zunehmend schwieriger, das Schmelzen des Stiftlots während der Verkapselung von mikroelektronischen Schaltungen zu verhindern.
  • EP 0 631 311 A2 offenbart ein Halbleiterchipgehäuse, das ein Keramiksubstrat umfaßt. Die Stifte werden mechanisch mit Kontaktinseln auf einer Fläche des Substrats durch Löten verbunden. Die Lotregion ist wenigstens teilweise in einer Materialregion, die ein Epoxidharz beinhaltet, verkapselt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1, 2, 3, 4 und 5 sind eine Reihe vereinfachter Seitenansichten im Querschnitt, die ein Verfahren zum Befestigen von Stiften an einem mikroelektronischen Paket-Substrat (package substrate) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
  • 6, 7, 8, 9 und 10 sind eine Reihe vereinfachter Seitenansichten im Querschnitt, die ein Verfahren zum Befestigen von Stiften an einem mikroelektronischen Paket-Substrat gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
  • 11 und 12 veranschaulichen eine Chipanschlußtechnik, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die in veranschaulichender Weise konkrete Ausführungsformen zeigen, in denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden hinreichend detailliert beschrieben, damit der Fachmann die Erfindung realisieren kann. Es versteht sich, daß die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, auch wenn sie unterschiedlich sind, sich nicht unbedingt einander ausschließen. Beispielsweise kann ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Charakteristikum, das im vorliegenden Text im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wird, im Rahmen anderer Ausführungsformen implementiert werden, ohne daß der Geltungsbereich der Erfindung verlassen wird. Des Weiteren versteht es sich, daß die Position oder Anordnung einzelner Elemente innerhalb jeder offenbarten Ausführungsform modifiziert werden kann, ohne daß Geist und Geltungsbereich der Erfindung verlassen werden. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen, und der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung wird ausschließlich durch die angehängten Ansprüche, die entsprechend zu interpretieren sind, zusammen mit der gesamten Bandbreite von Äquivalenten, auf die die Ansprüche ein Anrecht haben, definiert. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten auf gleiche oder ähnliche Funktionen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Strukturen, die dafür verwendet werden können, eine Bewegung der Stifte eines mikroelektronischen Gehäuses zu begrenzen, wenn Stiftlot bei spielsweise während eines Die-Anschluß-Verfahrens schmilzt. Die Lötstelle eines Stiftes wird mit einem festen Material umgeben, dergestalt, daß eine Bewegung des Stiftes beschränkt wird, selbst wenn das Lot schmilzt. Dadurch bleiben die Stifte während des gesamten Verkapselungsprozesses innerhalb der Positionsbereiche, die für das Einsetzen in den Sockel benötigt werden. Die erfindungsgemäßen Prinzipien können in Verbindung mit einer breiten Vielfalt an mikroelektronischen Bausteinen verwendet werden, die Stifte an einem Baustein-Paket verwenden, um eine elektrische Verbindung zu einem externen Schaltkreis herzustellen (beispielsweise Bausteine mit PGAs). Die erfindungsgemäßen Prinzipien sind besonders nützlich zur Verwendung in Verkapselungsprozessen, die während des Chipanschlußes Hochtemperaturlote (beispielsweise bleifreie Lote) verwenden.
  • Die 15 sind eine Reihe vereinfachter Seitenansichten im Querschnitt, die ein Verfahren zum Befestigen von Stiften an einem Paket-Substrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Wie in 1 zu sehen, wird ein Substrat 10 bereitgestellt, das Stiftbefestigungskontaktinseln 12 aufweist, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Wie in 2 veranschaulicht, wird ein Polymermaterial 14 (beispielsweise ein Verkapselungsmaterial) auf dem Substrat 10 über den Kontaktinseln 12 abgeschieden. Bei wenigstens einer Ausführungsform wird das Polymermaterial 14 im Siebdruck auf das Substrat 10 aufgebracht. Es kann alternativ eine beliebige andere aus einer Vielzahl von Abscheidungstechniken verwendet werden, um das Polymermaterial 14 abzulagern, einschließlich beispielsweise Aufspritzen, Aufgießen in flüssiger Form und Filmlaminierung. Wie in 2 veranschaulicht, wird bei einer bestimmten Vorgehensweise ein separater Teil des Polymermaterials 14 auf jede einzelne Kontaktinsel 12 auf dem Substrat 10 aufgetragen. Bei einer anderen Vorgehensweise wird das Polymermaterial 14 in zuvor festgelegten Gruppen auf die Kontaktinseln 12 aufgetragen. Bei einer weiteren Vorgehensweise werden sämtliche Kontaktinseln 12 auf dem Substrat 10 mit einer einzigen Schicht aus Polymermaterial 14 bedeckt. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht durch das Auftragsschema des Polymermaterials 14 beschränkt wird. Obgleich nicht dargestellt, können Öffnungen oder Vertiefungen in dem Polymermaterial 14 an den gewünschten Stiftpositionen angeordnet werden.
  • Nach dem Abscheiden des Polymermaterials 14 werden Lotkugeln 16 (oder eine ähnliche Form eines Lötelements) in das Polymermaterial 14 an Stellen eingebracht, die den gewünschten Stiftpositionen entsprechen, wie in 3 veranschaulicht. Bei einer bestimmten Vorgehensweise werden die Lotkugeln 16 mit Hilfe mechanischer Mittel (beispielsweise einer Setzvorrichtung) physisch in das Polymermaterial 14 hineingedrückt. Bei einer anderen Vorgehensweise läßt man schmelzflüssi ges Lot auf das Polymermaterial 14 an den gewünschten Positionen auftropfen. Wenn in dem Polymermaterial 14 Öffnungen oder Vertiefungen vorhanden sind, so können die Lotkugeln 16 in die Öffnungen oder Vertiefungen eingebracht werden. Bei einer bevorzugten Technik werden alle Lotkugeln 16 gleichzeitig angeordnet.
  • Nachdem die Lotkugeln 16 an ihrem Platz sind, werden die Stifte 18 befestigt. Wie in 4 zu sehen, werden die Stifte 18 bei einer Ausführungsform in eine Setzvorrichtung 20 geladen, welche die Stifte 18 in einer festen Beziehung zueinander hält. Es versteht sich, daß die Stifte 18 gemäß der Erfindung auch einzeln gesetzt werden können (d. h. ohne eine Setzvorrichtung). Die Setzvorrichtung 20 wird über das Substrat 10 bewegt und auf das Substrat 10 ausgerichtet, dergestalt, daß die Stifte 18 auf die entsprechenden Kontaktinseln 12 ausgerichtet sind. Die Baugruppe wird auf eine entsprechende Temperatur erwärmt (in der Regel ein fester Wert, der höher ist als die Schmelztemperatur des Stiftlots), und an die Setzvorrichtung 20 wird in Richtung des Substrats 10 eine Kraft 22 angelegt. Bei einer bestimmten Vorgehensweise wird ausschließlich die Schwerkraft ausgenutzt. Bei einer anderen Vorgehensweise wird an die Setzvorrichtung 20 eine zusätzliche äußere Kraft angelegt, um zu gewährleisten, daß das zu jedem Stift gehörende Lot die entsprechende Kontaktinsel 12 benetzt, anstatt nur in dem Polymermaterial 14 zu schwimmen. Obgleich nicht gezeigt, können Führungen verwendet werden, um ein seitliches Bewegen der Setzvorrichtung 20 zu verhindern, während sie sich auf das Substrat 10 zubewegt. Nachdem die Stifte 18 die entsprechenden Kontaktinseln 12 kontaktiert haben, läßt man die Baugruppe abkühlen, wobei während dieser Zeit das Polymermaterial 14 aushärtet. Nach einer ausreichenden Abkühldauer wird die Setzvorrichtung 20 zurückgezogen, woraufhin die in 5 gezeigte Baugruppe erhalten wird. Wie in 5 veranschaulicht, wird jeder Stift 18 mit einer Kontaktinsel 12 an einer entsprechenden Lötstelle 24 verbunden. Insbesondere ist das Polymermaterial 14 um die Lötstellen 24 herum in einer Weise ausgehärtet, durch die eine Bewegung der entsprechenden Stifte 18 verhindert wird, sollte das Stiftlot während der anschließenden Verarbeitung schmelzen.
  • Das Polymermaterial 14, das in dem oben beschriebenen Verfahren verwendet wird, sollte eines sein, das es einem Stift 18 und seinem zugehörigen Lot gestattet, durch das Material 14 hindurchzudringen, wenn Druck angelegt wird, wie in 4 gezeigt. Das Polymermaterial 14 sollte außerdem ein Material sein, das nach dem Aushärten seine Form und strukturelle Integrität beibehält, selbst wenn anschließend relativ hohe Temperaturen einwirken. Bei wenigstens einer Ausführungsform wird ein Polymermaterial 14 verwendet, daß außerdem über Flußeigenschaften verfügt, um das Ausbilden der Lötstellen 24 zu unterstützen. Es versteht sich, daß die Verwendung eines Poly mermaterials 14 mit Flußeigenschaften die Verwendung eines separaten Flußmittels während des Stiftbefestigungsprozesses überflüssig machen kann, wodurch die damit verbundenen Verarbeitungskosten gesenkt werden. Bei einer bestimmten Vorgehensweise wird ein beliebiges aus einer Anzahl handelsüblicher nicht-fließender Materialien als Polymermaterial 14 verwendet. Zu diesen Materialien gehören beispielsweise Cookson 2071E, Questech EF71 oder LF-8, Advanced Polymer Solutions (APS) UFR 1.0 bis 1.5, Kester Solder SE-CURE® 9101, Emerson & Cuming RTP-100-1, Sumotomo CRP 4700 und Loctite FF2000 und FF2200.
  • Die 610 sind eine Reihe vereinfachter Seitenansichten im Querschnitt, die ein Verfahren zum Befestigen von Stiften an einem Paket-Substrat gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Wie in 6 zu sehen, wird ein Substrat 30 bereitgestellt, das Stiftbefestigungskontaktinseln 32 aufweist, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Löthöcker 34 (oder ähnliche Lötstrukturen) werden auf die Kontaktinseln 32 aufgebracht, wie in 7 veranschaulicht (alternativ kann das Lot auf die Kontaktflächen der Stifte 36 oder sowohl auf die Stifte 36 als auch auf die Kontaktinseln 32 aufgebracht werden). Wie in 8 zu sehen, werden die Stifte 36 in eine Setzvorrichtung 38 geladen, die über das Substrat 30 bewegt und auf das Substrat 30 ausgerichtet wird (die Stifte können auch einzeln gesetzt werden). Die Baugruppe wird dann auf eine entsprechende Temperatur erwärmt, und an die Setzvorrichtung 38 wird in Richtung des Substrats 30 eine Kraft 40 angelegt. Wie zuvor, kann die Kraft 40 die Schwerkraft oder eine von außen angelegte Kraft sein. Dann läßt man die Baugruppe abkühlen, und die Setzvorrichtung 38 wird zurückgezogen, woraufhin die in 9 gezeigte Struktur erhalten wird. Wie in 9 gezeigt, wird jeder der Stifte 36 leitend mit einer Kontaktinsel 32 an einer entsprechenden Lötstelle 42 verbunden. Wie in 10 veranschaulicht, wird als nächstes ein Verkapselungsmaterial 44 auf die Baugruppe in einer solchen Weise aufgebracht, daß die Lötstelle 42, die zu jedem Stift 36 gehört, umschlossen wird. Dann läßt man das Verkapselungsmaterial 44 aushärten, bevor weitere Verarbeitungsschritte unternommen werden. Ähnlich der vorherigen Ausführungsform, hemmt das ausgehärtete Verkapselungsmaterial 44 die Bewegung der Stifte 36, sollte das entsprechende Stiftlot während der anschließenden Verarbeitung schmelzen.
  • Für den oben beschriebenen Prozeß kann ein beliebiges aus einer breiten Vielzahl von Verkapselungsmaterialien 44 verwendet werden. Bei einer bestimmten Vorgehensweise kann beispielsweise jedes der Materialien, die normalerweise als Unterfüllung in mikroelektronischen Baugruppen verwendet werden, als Verkapselungsmaterial 44 verwendet werden. Dazu können beispielsweise Epoxidmaterialien, Polyimidmaterialien (beispielsweise SPARK®), Dow Chemical BCB (bei spielsweise Cyclotene®), Dexter CNB 868-10 und SEC 5230JP oder 5114 gehören. Bei einer anderen Vorgehensweise wird eine Spritzgußmasse als Verkapselungsmaterial 44 verwendet. Wie in 10 veranschaulicht, wird bei wenigstens einer Ausführungsform das Verkapselungsmaterial 44 selektiv auf die Lötstellen der einzelnen Stifte 36 aufgebracht. Dies kann beispielsweise mittels eines Flüssigauftragsverfahrens zur Ablagerung des Verkapselungsmaterials 44 bewerkstelligt werden. Es kann alternativ eine Anzahl anderer Abscheidungstechniken verwendet werden, um das Verkapselungsmaterial 44 abzulagern, einschließlich beispielsweise Spritzgießen, Aufspritzen, Filmbeschichten und andere. Bei einer anderen Vorgehensweise wird eine einzige Schicht des Verkapselungsmaterials 44 verwendet, um die Lötstellen 42 aller Stifte 36 auf dem Substrat 30 zu umhüllen. Andere Techniken sind ebenfalls möglich.
  • Nachdem die Stifte eines mikroelektronischen Pakets oder Gehäuses an dem Paket-Substrat befestigt wurden, kann der mikroelektronische Die oder Chip an dem Substrat befestigt werden. Oft werden die Stifte durch einen Gehäusehersteller befestigt, während der Chip durch den Hersteller des mikroelektronischen Bausteins befestigt wird. Andere Szenarios sind ebenfalls möglich. 11 und 12 veranschaulichen einen möglichen Chipanschlußverfahren, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Es versteht sich, daß alternativ viele andere Chipanschlußtechniken verwendet werden können. Wie in 11 veranschaulicht, wird ein Substrat 50 bereitgestellt, an dem bereits auf einer ersten Fläche Stifte 52 angebracht sind. Das Substrat 50 weist des Weiteren eine Anzahl von Die- oder Chipanschlußkontaktinseln 54 auf, die auf einer zweiten Fläche des Substrats 50 abgeordnet sind. Es wird ein mikroelektronischer Die oder Chip 56 bereitgestellt, der eine Reihe von Inseln 58 auf einer seiner Flächen aufweist. Die Inseln 58 auf dem Chip 56 können beispielsweise Löthöcker enthalten, die an darunter befindlichen Bondinseln auf dem Die oder Chip 56 befestigt sind. Bei wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung wird ein bleifreies Lot mit hoher Schmelztemperatur verwendet, um den Chip 56 mit dem Substrat 50 zu verbinden. Wie in 11 veranschaulicht, ist der Chip 56 über dem Substrat 50 angeordnet und auf das Substrat 50 ausgerichtet. Die Temperatur der Komponenten wird auf ein geeignetes Niveau angehoben (in der Regel ein fester Wert, der höher ist als die Schmelztemperatur des Chiplots), und der Die oder Chip 56 wird dergestalt mit dem Substrat 50 in Kontakt gebracht, daß die Inseln 58 auf dem Die oder Chip 56 mit entsprechenden Kontaktinseln 54 auf dem Substrat 50 verbunden werden. Dann läßt man die Baugruppe abkühlen. Wie in 12 veranschaulicht, kann ein Unterfüllmaterial 60 in die Chipverbindungsregion eingespritzt werden, um der Baugruppe eine zusätzliche strukturelle Steifigkeit zu verleihen.
  • Obgleich die 112 verschiedene Ansichten und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, sollen diese Figuren keine mikroelektronischen Baugruppen in präzisem Detail darstellen. Beispielsweise sind diese Figuren normalerweise nicht maßstabsgerecht. Vielmehr veranschaulichen diese Figuren mikroelektronische Baugruppen in einer Weise, von der angenommen wird, daß sie die Konzepte der vorliegenden Erfindung deutlicher zu vermitteln vermag.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung anhand bestimmter Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, daß Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne daß vom Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird, wie dem Fachmann ohne Weiteres klar ist. Derartige Modifikationen und Variationen werden als innerhalb des Gedankens und Geltungsbereichs der Erfindung und der angehängten Ansprüche liegend angesehen.

Claims (24)

  1. Verfahren zur Verwendung beim Zusammenbau eines mikroelektronischen Schaltkreis-Pakets, umfassend: Bereitstellen eines Paket-Substrats (10); Aufbringen eines Polymermaterials (14) auf eine Fläche des Paket-Substrats (10); Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) durch das Polymermaterial (14) hindurch mittels Lotrückfluß; und Aushärtenlassen des Polymermaterials (14) um Lötstellen herum, die zu den Stiften (18) gehören.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Befestigen von Stiften (18) beinhaltet, Lötelemente in dem Polymermaterial an gewünschten Stiftpositionen anzuordnen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei: die Lötelemente Lötkugeln (16) beinhalten.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei: das Befestigen von Stiften (18) beinhaltet, einen Stift in Richtung des Paket-Substrats (10) an der Position eines Lötelements zu drücken.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei: das Befestigen von Stiften (18) beinhaltet, eine Setzvorrichtung (20) zu verwenden, um mehrere Stifte an den Positionen von Lötelementen in Richtung des Paket-Substrats (10) zu drücken.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Auftragen eines Polymermaterials (14) beinhaltet, das Material mittels Rasterdruck auf die Fläche aufzubringen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) beinhaltet, die Stifte in einer Setzvorrichtung (20) anzuordnen und an die Setzvorrichtung (20) Druck bei einer Temperatur anzulegen, die mindestens so hoch ist wie eine Schmelztemperatur des Stiftlots, dergestalt, daß die Stifte durch das Polymermaterial (14) hindurchgedrückt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Polymermaterial (14) Flußeigenschaften aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des Paket-Substrats (10) umfaßt: die Fläche des Paket-Substrats (10) mit mehreren Kontaktinseln (12) zu versehen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auftragen des Polymermaterials (14) auf die Fläche des Paket-Substrats (10) umfaßt: das Polymermaterial (14) über den mehreren Kontaktinseln (12) abzuscheiden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Auftragen des Polymermaterials (14) auf die Fläche des Paket-Substrats (10) umfaßt: einen separaten Teil des Polymermaterials (14) auf jede einzelne Insel der mehreren Kontaktinseln (12) aufzubringen.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Auftragen des Polymermaterials (14) auf die Fläche des Paket-Substrats (10) umfaßt: das Polymermaterial (14) auf eine oder mehrere zuvor festgelegte Gruppen der Kontaktinseln (12) aufzubringen.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Auftragen des Polymermaterials (14) auf die Fläche des Paket-Substrats (10) umfaßt: das Polymermaterial (14) auf dem Paket-Substrat (10) mittels Flüssigauftrag abzulagern.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) durch das Polymermaterial (14) hindurch mittels Lotrückfluß umfaßt: ein Lötelement in dem Polymermaterial (14) an einer oder mehreren Stiftpositionen anzuordnen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Anordnen des Lötelements in dem Polymermaterial (14) an einer oder mehreren Stiftpositionen umfaßt: das Lötelement über einer der mehreren Kontaktinseln (12) anzuordnen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Anordnen des Lötelements in dem Polymermaterial (14) an einer oder mehreren Stiftpositionen umfaßt: Öffnungen in dem Polymermaterial (14) bereitzustellen, um das Lötelement abzulagern.
  17. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) durch das Polymermaterial (14) hindurch mittels Lotrückfluß umfaßt: Lötkugeln in dem Polymermaterial (14) an einer oder mehreren Stiftpositionen anzuordnen.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) durch das Polymermaterial (14) hindurch mittels Lotrückfluß umfaßt: die Stifte in eine Setzvorrichtung (20) einzubringen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, des Weiteren umfassend: Ausrichten der Setzvorrichtung (20) über dem Paket-Substrat (10) dergestalt, daß die Stifte (18) auf eine oder mehrere Stiftpositionen ausgerichtet sind.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Befestigen von Stiften (18) an dem Paket-Substrat (10) durch das Polymermaterial (14) hindurch mittels Lotrückfluß umfaßt: eine Kraft an die Setzvorrichtung (20) in Richtung des Paket-Substrats (10) anzulegen.
  21. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: Befestigen eines mikroelektronischen Chips (56) an dem Paket-Substrat (10).
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Befestigen des mikroelektronischen Chips (56) an dem Paket-Substrat (10) umfaßt: eine erste Mehrzahl von Inseln (58) auf einer Fläche des mikroelektronischen Chips (56) auf eine zweite Mehrzahl von Inseln (54) auf dem Paket-Substrat (10) auszurichten.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Befestigen des mikroelektronischen Chips (56) an dem Paket-Substrat (10) umfaßt: ein bleifreies Lot mit einer hohen Schmelztemperatur zu verwenden.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Befestigen des mikroelektronischen Chips (56) an dem Paket-Substrat (10) umfaßt: ein Unterfüllmaterial (60) in eine Chipverbindungsregion einzuspritzen.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303423B1 (en) * 1998-12-21 2001-10-16 Megic Corporation Method for forming high performance system-on-chip using post passivation process
US8421158B2 (en) 1998-12-21 2013-04-16 Megica Corporation Chip structure with a passive device and method for forming the same
US8178435B2 (en) 1998-12-21 2012-05-15 Megica Corporation High performance system-on-chip inductor using post passivation process
US6974765B2 (en) * 2001-09-27 2005-12-13 Intel Corporation Encapsulation of pin solder for maintaining accuracy in pin position
US6911726B2 (en) * 2002-06-07 2005-06-28 Intel Corporation Microelectronic packaging and methods for thermally protecting package interconnects and components
TWI236763B (en) * 2003-05-27 2005-07-21 Megic Corp High performance system-on-chip inductor using post passivation process
US7417305B2 (en) * 2004-08-26 2008-08-26 Micron Technology, Inc. Electronic devices at the wafer level having front side and edge protection material and systems including the devices
US8384189B2 (en) 2005-03-29 2013-02-26 Megica Corporation High performance system-on-chip using post passivation process
US20080283999A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Eric Tosaya Chip Package with Pin Stabilization Layer
JP4993754B2 (ja) * 2008-02-22 2012-08-08 新光電気工業株式会社 Pga型配線基板及びその製造方法
JP4961398B2 (ja) * 2008-06-30 2012-06-27 株式会社日立製作所 半導体装置
JP5281346B2 (ja) * 2008-09-18 2013-09-04 新光電気工業株式会社 半導体装置及びその製造方法
CN102291974B (zh) * 2010-06-18 2014-04-02 亚旭电脑股份有限公司 切边定位型焊接垫及防止引脚偏移的方法
JP2012164965A (ja) * 2011-01-21 2012-08-30 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板及びその製造方法
EP3859776A1 (de) * 2020-01-31 2021-08-04 Infineon Technologies AG Leistungshalbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines leistungshalbleiterbauelements

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233620A (en) 1979-02-27 1980-11-11 International Business Machines Corporation Sealing of integrated circuit modules
JP2573225B2 (ja) * 1987-02-10 1997-01-22 株式会社東芝 電子部品の製造方法
US5088914A (en) * 1990-05-11 1992-02-18 Romano Brambilla Double flighted extrusion screw
US5196251A (en) 1991-04-30 1993-03-23 International Business Machines Corporation Ceramic substrate having a protective coating thereon and a method for protecting a ceramic substrate
US5469333A (en) * 1993-05-05 1995-11-21 International Business Machines Corporation Electronic package assembly with protective encapsulant material on opposing sides not having conductive leads
EP0546285B1 (de) * 1991-12-11 1997-06-11 International Business Machines Corporation Elektronische Baugruppe mit schützendem Verkapselungsmaterial
US5243133A (en) * 1992-02-18 1993-09-07 International Business Machines, Inc. Ceramic chip carrier with lead frame or edge clip
US5288944A (en) * 1992-02-18 1994-02-22 International Business Machines, Inc. Pinned ceramic chip carrier
US5249101A (en) * 1992-07-06 1993-09-28 International Business Machines Corporation Chip carrier with protective coating for circuitized surface
US5303862A (en) 1992-12-31 1994-04-19 International Business Machines Corporation Single step electrical/mechanical connection process for connecting I/O pins and creating multilayer structures
KR100339767B1 (ko) * 1993-12-09 2002-11-30 메소드 일렉트로닉스 인코포레이티드 전기신호전달용전기커넥터및그제조방법
US5435482A (en) * 1994-02-04 1995-07-25 Lsi Logic Corporation Integrated circuit having a coplanar solder ball contact array
JPH0823160A (ja) * 1994-05-06 1996-01-23 Seiko Epson Corp プリント配線板と電子部品の接続方法
JPH0945844A (ja) 1995-07-31 1997-02-14 Sumitomo Kinzoku Electro Device:Kk 低温焼成セラミック基板の外部i/oピン接合構造及びその製造方法
JPH09102560A (ja) 1995-10-05 1997-04-15 Sumitomo Kinzoku Electro Device:Kk 低温焼成セラミック基板の外部リードピン接合構造
JP3037885B2 (ja) 1995-10-31 2000-05-08 日本特殊陶業株式会社 Pga型電子部品用基板
JPH09129769A (ja) 1995-11-06 1997-05-16 Sumitomo Kinzoku Erekutorodebaisu:Kk セラミックパッケージ
US5708056A (en) * 1995-12-04 1998-01-13 Delco Electronics Corporation Hot melt epoxy encapsulation material
US5891754A (en) * 1997-02-11 1999-04-06 Delco Electronics Corp. Method of inspecting integrated circuit solder joints with x-ray detectable encapsulant
JP2001510944A (ja) * 1997-07-21 2001-08-07 アギラ テクノロジーズ インコーポレイテッド 半導体フリップチップ・パッケージおよびその製造方法
US6353182B1 (en) * 1997-08-18 2002-03-05 International Business Machines Corporation Proper choice of the encapsulant volumetric CTE for different PGBA substrates
JP3381601B2 (ja) * 1998-01-26 2003-03-04 松下電器産業株式会社 バンプ付電子部品の実装方法
US6229207B1 (en) * 2000-01-13 2001-05-08 Advanced Micro Devices, Inc. Organic pin grid array flip chip carrier package
US6578755B1 (en) * 2000-09-22 2003-06-17 Flip Chip Technologies, L.L.C. Polymer collar for solder bumps
TW527676B (en) * 2001-01-19 2003-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photo-semiconductor module and method for manufacturing
US7242099B2 (en) * 2001-03-05 2007-07-10 Megica Corporation Chip package with multiple chips connected by bumps
JP2002359328A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Hitachi Ltd 半導体装置
US6974765B2 (en) * 2001-09-27 2005-12-13 Intel Corporation Encapsulation of pin solder for maintaining accuracy in pin position
US6610559B2 (en) * 2001-11-16 2003-08-26 Indium Corporation Of America Integrated void-free process for assembling a solder bumped chip
JP2004281634A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Renesas Technology Corp 積層実装型半導体装置の製造方法

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Publication number Publication date
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DE60207282D1 (de) 2005-12-15
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US7211888B2 (en) 2007-05-01
WO2003028100A2 (en) 2003-04-03
CN100350603C (zh) 2007-11-21
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US6974765B2 (en) 2005-12-13

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