DE69027448T2 - Verfahrungen und Vorrichtung zur Befestigung von Kontakthöckern auf TAB-Trägerleiter - Google Patents

Verfahrungen und Vorrichtung zur Befestigung von Kontakthöckern auf TAB-Trägerleiter

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Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Bonden bzw. Kontaktieren von Kontakthöckern mit Leitern eines TAB-Bands (Band für automatisches Filmbonden), das zur Verbindung eines Halbleiterchips, z. B. eines IC- oder LSI- Chips, mit einem Substrat oder einem Systemträger verwendet wird.
  • Herkömmlich gilt, daß ein Halbleiterchip, z. B. ein IC- oder LSI-Chip, gewöhnlich durch einen Systemträger gestützt und eine Chipschaltung mit dem Systemträger durch Au-Kontaktdrähte o. ä. verbunden ist.
  • In den letzten Jahren stieg jedoch mit der Realisierung hoher Leistungen durch Halbleiter die Nachfrage nach erheblich höheren Dichten beim Montieren. Das heißt, als Ergebnis höherer Integrationsdichten von Elementen in integrierten Schaltungen und einem größeren Bedarf nach einer damit einhergehenden hochentwickelten Montagetechnik zeigte sich, daß die herkömmliche Drahtkontaktiertechnik beim Verdrahten einer Chipschaltung einem solchen Bedarf in vielen Fällen nicht nachkommen kann.
  • Bei einem TAB-System handelt es sich um ein Kontaktierverfahren, das diesem Bedarf der letzten Zeit nachkommt und daher starken Eingang in die Praxis als Verfahren zum Kontaktieren der Elektroden eines Halbleiterchips gefunden hat. Bei einem Kontaktierverfahren auf der Grundlage des TAB-Systems wird ein TAB-Band mit darauf hintereinander ausgebildeten Leitermustern anstelle der Systemträger verwendet, die beim Drahtkontaktierverfahren zum Einsatz kommen, und in Leiterabschnitten auf dem TAB-Band oder Kontaktabschnitten auf der Seite des Chips vorab ausgebildete Kontakthöcker treten an die Stelle der Kontaktdrähte. Allgemein erfolgt das eigentliche Kontaktieren durch ein Verfahren unter Thermokompressionskontaktieren o. ä., wobei der Chip und das TAB-Bandaufeinander gelegt sind.
  • Fig. 12 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das TAB-Kontaktieren. In der Darstellung bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Halbleiterchip, auf dem vorab mehrere Kontakthöcker 6 ausgebildet sind. Die Zahl 2 bezeichnet metallische Leiter, die ein TAB-Band 12 zusammen mit einem bandartigen Harzfilm 3 bilden. Der Chip 1 wird auf eine Kontaktierstufe 4 eines TAB-Kontaktiergeräts mit den Kontakthöckern 6 nach oben aufgelegt, und das TAB-Band wird über den Chip 1 gelegt. In diesem Zustand erfolgt das Kontaktieren, indem ein Kontaktierwerkzeug 5 mit richtiger Wärme von oben nach unten in eine durch den Pfeil bezeichnete Richtung gepreßt wird.
  • Normalerweise wird das im vorgenannten Verfahren verwendete TAB-Band hergestellt, indem Perforationslöcher und eine Bausteinöffnung in einem Film aus einem Kunstharz, z. B. Polyimid oder Polyester, vorgesehen werden, eine Metallfolie auf den Film laminiert und anschließend ein Leitermuster durch ein Fotolackverfahren ausgebildet wird.
  • Andererseits werden die Kontakthöcker zur Verbindung des TAB-Bands mit Elektroden des Halbleiterchips, z. B. eines IC- oder LSI-Chips, vielfach durch Überziehen von Al-Elektroden des Halbleiterchips ausgebildet, was in "Electronic Parts and Materials", Juli 1989, Seite 71 offenbart ist. Die Ausbildung von Kontakthöckern auf den Al-Elektroden von IC- oder LSI- Chips durch das Überzugsverfahren geht jedoch mit hohen Kosten und der Gefahr einer Beschädigung der Schaltung des Halbleiterchips während der Arbeiten zur Kontakthöckerausbildung einher und empfiehlt sich daher nicht unbedingt.
  • Als Verfahren zur Ausbildung von Kontakthöckern auf Leitern auf der Seite eines TAB-Bands gibt es ferner ein Verfahren gemäß der Offenbarung in der JP-A-62-28623 oder ein "TAB- Verfahren mit Kontakthöckerübertragung" gemäß der Offenbarung in "National Technical Report", Band 31, Nr. 3, Juni 1985, Seiten 116 bis 124. Im TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung werden Kontakthöcker vorab mit einem vorbestimmten Muster auf ein Glassubstrat gelegt und auf Leiter eines TAB- Bands übertragen, in dem ein Leitermuster gebildet ist. Aber auch dieses Verfahren ist in der Durchführung kompliziert und in den Kosten problematisch.
  • Die JP-A-1-120446 offenbart eine besondere Form von Lötkontakthöckern. Die Lötkugeln werden vollständig in Durchgangslöcher eines Halteblechs eingefügt und fallen auf festgelegte Bereiche eines Schaltungssubstrats. Jede Lötkugel wird dann erschmolzen und am Schaltungssubstrat befestigt.
  • Die EP-A-0307591 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln, wobei die Lötkugeln ebenfalls in Durchgangslöchern festgehalten werden.
  • In "IEEE CHMT-10", Nr. 3, September 87, Seiten 336 bis 340 ist ein Filmträger-Montageverfahren gemäß Fig. 13 offenbart, wobei die Kontakthöcker gesondert auf einem Substrat hergestellt und nach Kontaktieren auf die Fingerleiterenden übertragen werden.
  • Wie erwähnt wurde, ist es beim herkömmlichen TAB-System problematisch, daß das Kontakthöckerausbildungsverfahren zu teuer ist, die Durchführung der Kontakthöckerausbildung kompliziert ist und die Möglichkeit besteht, daß die Durchführung der Kontakthöckerausbildung den Chip beschädigt.
  • Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Kontaktieren von Kontakthöckern mit Leitern eines TAB-Bands vor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
  • Verwenden eines Substrats mit Durchgangslöchern an paßgenauen Positionen zu den Kontakthöckerpositionen von Leitern des TAB-Bands, wobei die Durchgangslöcher zu klein sind, daß die Kontakthöcker durch sie durchgehen können;
  • Vorsehen mehrerer Kontakthöcker auf einer Seite des Substrats, die zu groß sind, um durch die Durchgangslöcher durchzugehen, Verringern des Drucks auf der anderen Seite des Substrats, um so die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern einzufangen, aus denen jeder der Kontakthöcker teilweise über die Oberfläche der einen Seite des Substrats vorragt; und
  • Auflegen eines TAB-Bands auf das Substrat in paßgenauer Position zu ihm, wobei die eine Seite des Substrats zu dem TAB-Band weist, sowie Pressen und Erwärmen des TAB-Bands mittels eines Kontaktierwerkzeugs, um so die vorragenden Teile der Kontakthöcker an den Endabschnitten der Leiter des TAB-Bands zu befestigen.
  • Ferner kann das Verfahren die Schritte aufweisen: Anbringen des Substrats an einem Vakuumgehäuse, Verringern des Drucks innerhalb des Vakuumgehäuses und Bewegen des Vakuumgehäuses mit dem Substrat nach unten in die Nähe der Kontakthöcker, um die Kontakthöcker zu den Durchgangslöchern anzuziehen.
  • Anstelle dessen kann das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweisen: Anbringen des Substrats an der Oberseite eines Vakuumgehäuses, Verringern des Drucks innerhalb des Vakuumgehäuses und Verteilen der Kontakthöcker über der Oberseite des Substrats.
  • Im zuletzt genannten Fall kann das Verfahren ferner die Schritte aufweisen: Anlegen von Ultraschallschwingung an einem Ende des Substrats, so daß die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern eingefangen werden, und anschließendes Wegblasen überschüssiger Kontakthöcker, die auf dem Substrat verbleiben.
  • Außerdem sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Kontaktieren von Kontakthöckern mit Leitern eines TAB-Bands vor, wobei die Vorrichtung aufweist:
  • ein Substrat mit Durchgangslöchern an paßgenauen Positionen zu den Kontakthöckerpositionen von Leitern des TAB- Bands, wobei die Durchgangslöcher zu klein sind, daß die zu kontaktierenden Kontakthöcker durch sie durchgehen können;
  • ein Vakuumgehäuse, auf dem das Substrat abnehmbar angebracht werden kann, während mehrere Kontakthöcker, die zu groß sind, um durch die Durchgangslöcher durchzugehen, auf einer Seite des Substrats vorgesehen sind;
  • eine Einrichtung zum Verringern des Drucks in dem Vakuumgehäuse, um den Druck auf der anderen Seite des Substrats zu verringern, um so die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern einzufangen, aus denen jeder der Kontakthöcker teilweise über die Oberfläche der einen Seite des Substrats vorragt; und
  • ein Kontaktierwerkzeug zum Pressen und Erwärmen des TAB- Bands, wenn es auf das Substrat an paßgenauer Position zu ihm aufgelegt ist, wobei die eine Seite des Substrats zu dem TAB- Band weist, um die vorragenden Teile der Kontakthöcker an den Endabschnitten von Leitern des TAB-Bands zu befestigen.
  • Die Durchgangslöcher können einen konstanten Durchmesser über ihre Länge haben.
  • Anstelle dessen können die Durchgangslöcher einen sich verjüngenden Durchmesser über ihre Länge haben.
  • Alternativ können die Durchgangslöcher einen konstanten Durchmesser über einen Teil ihrer Länge haben, aber in einer konkaven Aussparung mit größerem Durchmesser auf der einen Seite des Substrats enden.
  • Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • Fig. 1A ist eine Perspektivansicht eines im Verfahren von Fig. 1 verwendeten Kontakthöcker-Bahnenmaterials;
  • Fig. 2 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands;
  • Fig. 3A und 3B sind Ansichten des Aufbaus einer Lehre, die zur Herstellung des Kontakthöcker-Bahnenmaterials von Fig. 1 und des mit Kontakthöckern versehenen Bands von Fig. 2 verwendet wird;
  • Fig. 4A bis 4D sind Ansichten verschiedener Formen eines Durchgangslochs zur Kontakthöckeranordnung, das in einem Blech der Lehre von Fig. 3A vorgesehen ist;
  • Fig. 5 ist eine Ansicht einer Form eines Kontakthöckers, der an jedem Leiter eines mit Kontakthöckern versehenen Bands befestigt ist, das durch das Verfahren von Fig. 2 hergestellt ist;
  • Fig. 6A bis 6D sind Ansichten des Aufbaus einer weiteren Lehre, die zum provisorischen Anordnen von Kontakthöckern an regelmäßigen Positionen in einem Verfahren zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands verwendet wird;
  • Fig. 7 ist eine Ansicht eines in einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands verwendeten Substrats, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • Fig. 8A bis 8E sind Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung eines TAB-Bands unter Verwendung des Substrats von Fig. 7;
  • Fig. 9 ist eine Ansicht eines in einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands verwendeten Substrats und eines Kunstharzfilms, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • Fig. 10A bis 10F sind Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung eines TAB-Bands unter Verwendung des Substrats von Fig. 9;
  • Fig. 11A bis 11D sind zum Vergleich gezeigte Ansichten verschiedener Weisen, auf die das bekannte mit Kontakthöckern versehene und das zum Verständnis der Erfindung nützliche Band jeweils mit einem Halbleiterchip verbunden sind;
  • Fig. 12 ist eine Ansicht des herkömmlichen Verfahrens zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip; und
  • Fig. 13 ist eine Ansicht zum Erläutern des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands.
  • Im folgenden wird eine zum Verständnis der Erfindung nützliche Ausführungsform eines Verfahrens zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Als Kontakthöckermaterial wird in der Erfindung ein kugelförmiges (oder sphärisches) oder massives (oder blockförmiges) elektrisch leitendes Material, z. B. Gold, Aluminium oder Kupfer verwendet, dessen Teilchengröße oder Durchmesser einheitlich ist. Die Kontakthöcker werden vorab an Positionen angeordnet, die den Endabschnitten von Leitern eines TAB- Bands entsprechen, und danach durch einen bandartigen Harzfilm so befestigt, daß die Kontakthöckeranordnung nicht gestört wird. Ein Harzband mit den an richtigen Positionen angeordneten Kontakthöckern wird als Kontakthöcker-Bahnenmaterial bezeichnet.
  • Das Kontakthöcker-Bahnenmaterial wird durch das nachfolgend dargestellte Verfahren hergestellt. Polyester, Polyimid o. ä. eignet sich als Material eines Harzfilms 14 (siehe Fig. 1A), in dem Kontakthöcker zu befestigen sind. Kontakthöcker werden vorab in einem bandartigen Film aus einem solchen Harz in einer vorbestimmten Anordnung befestigt. Als alternatives Verfahren kann ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial so hergestellt werden, daß Kontakthöcker auf einer Form oder einem Substrat angeordnet und provisorisch befestigt werden, eine Lösung des vorgenannten Harzes in die Form gegossen wird und in einer vorbestimmten Dicke erstarrt, und das erstarrte Harz zusammen mit den Kontakthöckern von der Form abgezogen wird. Beim letztgenannten Verfahren ist es möglich, daß die Harzlösung Abschnitte der zu kontaktierenden Kontakthöcker bedeckt, die freiliegen sollten. In einem solchen Fall muß ein Lösungsmittel, z. B. eine Alkalilösung, zum Auflösen des Harzes auf Oberflächenabschnitten der Kontakthöcker verwendet werden, um so Metalloberflächen freizulegen.
  • Als nächstes wird ein spezifisches Verfahren zum Kontaktieren eines Halbleiterchips mit Leitern 2 auf einem TAB-Band 12 unter Verwendung des so hergestellten Kontakthöcker-Bahnenmaterials anhand von Fig. 1 erläutert. Ein im vorgenannten Verfahren hergestelltes Kontakthöcker-Bahnenmaterial 11 weist einen Kunstharzfilm 14 mit Kontakthöckern 6 auf, die an vorbestimmten Positionen gemäß Fig. 1A angeordnet sind. Das Kontakthöcker-Bahnenmaterial 11 wird in einem paßgenau ausgerichteten Zustand zwischen einem auf eine Kontaktierstufe 4 gelegten Halbleiterchip 1 und Leiterabschnitten 2 eines TAB- Bands 12 eingefügt. Indem die sich ergebende Zusammenstellung in einem solchen Zustand einem Thermokompressionskontaktieren durch ein Kontaktierwerkzeug 5 ausgesetzt wird, werden Elektroden 7 des Halbleiterchips 1 und die Leiter 2 miteinander über die Kontakthöcker 6 kontaktiert, die am Kontakthöcker- Bahnenmaterial 11 befestigt sind. Eine Erwärmungstemperatur beim Thermokompressionskontaktieren beträgt 350 ºC bis 550 ºC, und ein Druck dabei beträgt 10 bis 50 g/Leiter. Zum Kontaktieren kann das bekannte TAB-Kontaktierwerkzeug unverändert verwendet werden.
  • In der Ausführungsform von Fig. 1 erfolgt das Kontaktieren zwischen den Leitern und den Kontakthöckern sowie das Kontaktieren zwischen den Kontakthöckern und dem Halbleiterchip in einem Zug. Ist jedoch das Erreichen der Positionseinstellung zwischen den Leitern und den Kontakthöckern wie auch der Positionseinstellung zwischen den Kontakthöckern und dem Halbleiterchip im Hinblick auf paßgenaue Positionen o. ä. schwierig, können die Verbindung der Leiter und der Kontakthöcker sowie die Verbindung der Kontakthöcker und des Halbleiterchips getrennt oder in zwei Schritten erfolgen. Das heißt, die Kontakthöcker und die Leiter werden zunächst mit dem TAB-Band kontaktiert, wobei das Kontakthöcker-Bahnenmaterial paßgenau aufgelegt ist, und anschließend werden die Kontakthöcker und die Elektroden des Halbleiterchips kontaktiert, während sie paßgenau positioniert sind, oder die Reihenfolge der beiden vorgenannten Kontaktierschritte kann umgekehrt sein.
  • Nachfolgend werden Beispiele für die Herstellung eines Kontakthöcker-Bahnenmaterials und die Verbindung eines TAB- Bands und eines Halbleiterchips unter Verwendung des Kontakthöcker-Bahnenmaterials erläutert.
    • Beispiel 1
  • Gold mit einer Reinheit von 99,99 % oder mehr wurde zum Ausbilden von Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 80 µm verwendet, um Kontakthöcker vorzusehen. Die Kontakthökker wurden gewonnen, indem ein Draht mit 25 µm Durchmesser aus einem Material zum Ausbilden von Kontakthöckern (Gold im gezeigten Beispiel) in Stücke vorbestimmter Länge geschnitten wurde und die Drahtstücke auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt unter Abtrennung voneinander erwärmt wurden, damit sie sphärische oder Kugelformen durch die Wirkung der Oberflächenspannung des Metalls annehmen konnten. Die Länge jedes Drahtstücks war so ausgewählt, daß der Durchmesser seiner kugelförmigen Variante 80 µm betrug. Die Durchmesser der tatsächlich ausgebildeten Kugeln fielen in einen Bereich von 75 bis 85 µm.
  • Ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial mit solchen Kontakthöckern, die paßgenau zu den Positionen von Innenleitern eines TAB-Bands mit 200 Kontaktanschlüssen angeordnet waren, wurde unter Verwendung einer Lehre gemäß Fig. 3A und 3B hergestellt. Das heißt, ein dünnes rostfreies Stahlblech 22, das mit Durchgangslöchern 24 mit einem Durchmesser von 70 µm, der etwas kleiner als der der Metall-Kontakthöckerkugel war, an Positionen entsprechend den Innenleitern des TAB-Bands ausgebildet war, wurde auf die Oberseite eines Vakuumgehäuses 21 mit einem Querschnitt gemäß Fig. 3B gelegt, und die Kontakthöcker wurden auf dem Dünnblech 22 verteilt, während die Luft im Vakuumgehäuse durch eine (nicht gezeigte) Vakuumpumpe abgesaugt wurde, die mit einem Absaugloch 23 verbunden war. Dadurch wurden die Kontakthöcker zu den Positionen der Durchgangslöcher 24 so angezogen, daß sie provisorisch an diesen Positionen befestigt wurden. Als nächstes wurde eine Lösung aus in einem Lösungsmittel aufgelöstem Polyimid abdeckend über das Dünnblech 22 gegossen und erstarrte, um ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial gemäß Fig. 1A zu bilden. Der Polyimidfilm war 40 µm dick. Nach vollständiger Erstarrung des Polyimids wurde es vom Dünnblech 22 abgezogen, wodurch sich ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial ergab, in dem die Kontakthöcker an vorbestimmten Positionen befestigt waren.
  • Das so hergestellte Kontakthöcker-Bahnenmaterial wurde paßgenau unter ein TAB-Band mit 200 Kontaktanschlüssen und Innenleitern gelegt, die die gleiche Anordnung wie die Kontakthöcker im Kontakthöcker-Bahnenmaterial hatten, und ein Si-Chip mit 200 Kontaktanschlüssen wurde unter das Kontakthöcker-Bahnenmaterial gelegt. In einem solchen Zustand wurde die Zusammenstellung einem chargenweisen Thermokompressionskontaktieren unter Verwendung eines TAB-Kontaktiergeräts unterzogen, wobei das Thermokompressionskontaktieren unter Bedingungen von 350 ºC und 2 Sekunden erfolgte.
  • Nach dem Kontaktieren wurde die Zugfestigkeit untersucht. Es kam zu keinem Durchtrennen von Kontaktanschlüssen am Leiterabschnitt des TAB-Bands. Somit wurde nachgewiesen, daß das Kontaktieren eine ausreichende Festigkeit aufwies.
    • Beispiel 2
  • Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 90 µm (Meßwerte von 87 bis 93 µm) wurden unter Verwendung von Gold mit 99,99 %iger Reinheit als Ausgangsmaterial hergestellt. Vorab wurden Löcher mit 80 µm Durchmesser an vorbestimmten Positionen eines Polyethylen-Bahnenmaterials mit 40 µm Dicke durch einen Laser vorgesehen, und die auf einen bestimmten Grad erwärmten Goldkugeln wurden in die Löcher gedrückt. Die Goldkugeln wurden an einem Mittelabschnitt des Bahnenmaterials befestigt, wodurch ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial ausgebildet wurde.
  • Das so ausgebildete Kontakthöcker-Bahnenmaterial wurde durch Thermokompression mit Innenleitern eines TAB-Bands kontaktiert und anschließend wiederum durch Thermokompression mit Al-Elektroden eines Halbleiterchips kontaktiert. Die Kontakteigenschaften beider Kontaktabschnitte waren zufriedenstellend.
  • Da ein Band (oder Kontakthöckerband) mit vorab an vorbestimmten Positionen angeordneten Kontakthöckern zur Verbindung gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip hergestellt und verwendet wird, kann eine TAB-Montagetechnik vorgesehen werden, bei der im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren zum Ausbilden von Kontakthöckern an Chipelektroden die Möglichkeit sehr gering ist, daß der Chip beschädigt wird, und das daher ausgezeichnet durchführbar und billig ist.
  • In der Beschreibung zuvor wurden das TAB-Band und der Halbleiterchip unter Verwendung des Kontakthöcker-Bahnenmaterials verbunden. Zur Vereinfachung des Verbindungsprozesses wird jedoch vorzugsweise ein mit Kontakthöckern versehenes Band verwendet, in dem ein TAB-Band und ein Kontakthöcker- Bahnenmaterial integriert sind. Wie bereits erwähnt wurde, ist das in "National Technical Report", Band 31, Nr. 3, 1985, Seiten 116 bis 124 vorgeschlagene "TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung" als Verfahren zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands bekannt. Dieses Verfahren wird im folgenden anhand von Fig. 13 erläutert.
  • Ein TAB-Band weist Leiter 2 auf, die auf einem Trägerfilm 3 ausgebildet sind. Dieses TAB-Band kann eines sein, das durch ein übliches Verfahren hergestellt ist, was später erläutert wird. Beim "TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung" werden Kontakthöcker am TAB-Band wie folgt befestigt: Gemäß Fig. 13 ist ein elektrisch leitendes Metall 42 gleichmäßig durch ein stromloses Überzugsverfahren, ein Sputter- Verfahren o. ä. auf einem Substrat 41, z. B. einer Glasplatte, abgeschieden. Danach wird eine Oberfläche des abgeschiedenen Metalls 42 mit Ausnahme von Abschnitten, an denen Kontakthöcker auszubilden sind, durch einen Isolator 43 maskiert. In diesem Zustand erfolgt ein Überziehen mit Gold, so daß Gold an den Abschnitten abgeschieden wird, die nicht durch den Isolator 43 maskiert sind, wodurch Kontakthöcker 6 ausgebildet werden. Die so ausgebildeten Kontakthöcker 6 werden erwärmt und gepreßt, während sie paßgenau zu den Endabschnitten der Leiter 2 des TAB-Bands positioniert sind, so daß die Kontakthöcker auf die Endabschnitte der Leiter 2 übertragen werden.
  • Bei diesem Verfahren kann allgemein verhindert werden, daß ein Halbleiterchip im Prozeß der Ausbildung von Kontakthöckern beschädigt wird. Ferner soll ein Vorteil darin bestehen, daß die Herstellungskosten eines mit Kontakthöckern versehenen Bands niedrig sind, da das Substrat zur Ausbildung von Kontakthöckern wiederholt verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Durchführung der Ausbildung von Kontakthöckern selbst kompliziert, was aus den Prozeßschritten von Fig. 13 hervorgeht. Da außerdem bei wiederholter Verwendung das Substrat zur Ausbildung von Kontakthöckern zunehmend weiter beschädigt wird, ist ein sorgfältiger Umgang mit dem Substrat erforderlich, um stets zufriedenstellende Kontakthöcker auszubilden. Da zudem die Kontakthöcker verformt werden, wenn sie vom Substrat zur Kontakthöckerausbildung auf die Leiter übertragen werden, und die verformten Kontakthökkerabschnitte zwangsläufig mit dem Halbleiterchip kontaktiert werden, tritt als Problem auf, daß das Kontaktieren mit geringerer Zuverlässigkeit und/oder geringerer Stabilität erfolgt. Da ferner die Kontakthöcker durch Überziehen ausgebildet werden, gilt stark einschränkend, daß sich Zusammensetzung und Form des Kontakthöckers nicht frei wählen lassen. Insbesondere ist für die Zusammensetzung zwar eine Legierung mit einem zugegebenen speziellen Element in vielen Fällen reinem Gold überlegen, wenn das Kontaktvermögen zwischen den Kontaktflecken oder Elektroden eines Halbleiterchips und den Kontakthöckern besonders wichtig ist, es ist aber unmöglich, solche Kontakthöcker aus speziellen Legierungen durch das herkömmliche Verfahren unter Verwendung der Überzugstechnik auszubilden.
  • Für die Herstellung eines TAB-Bands selbst wurden bereits vielfältige Verfahren erarbeitet und gute Produkte hergestellt. Von diesen sind ein Zweischichtband und ein Dreischichtband besonders nützlich. Ein Unterschied zwischen dem Zweischicht- und Dreischichtband besteht in folgendem: Beim Zweischichtband wird ein Filmträger des Bands mit einem Metall (häufig Kupfer) überzogen, um direkt ein Leitermuster auszubilden. Andererseits wird beim Dreischichtband ein Filmträger über einen Klebstoff mit einer Metallfolie abgedeckt, und anschließend wird ein Leitermuster durch Ätzen ausgebildet. Als Trägerfilm des TAB-Bands wird ein Kunstharz verwendet, z. B. Polyimid oder Polyester. Außerdem ist ein Produkt aus einem solchen Film mit Perforationslöchern und einer Bausteinöffnung, die in ihm vorab ausgebildet sind, als Trägerfilm für ein TAB-Band erhältlich.
  • Ein erfindungsgemäßes, mit Kontakthöckern versehenes Band wird so hergestellt, daß vorab hergestellte kugelförmige Kontakthöcker provisorisch auf einem Substrat an Positionen angeordnet werden, die Elektroden eines Halbleiterchips entsprechen. Anschließend werden das Substrat und ein TAB-Band an paßgenauer Position aufeinandergelegt, und danach werden die provisorisch auf dem Substrat angeordneten Kontakthöcker auf die Endabschnitte von Leitern des TAB-Bands übertragen. Damit werden mit dem Halbleiterchip zu kontaktierende Abschnitte der Kontakthöcker nicht verformt, so daß jeder Kontakthöcker im wesentlichen seine ursprüngliche sphärische oder Kugelform beibehält. Als Ergebnis läßt sich ein zufriedenstellendes Kontaktieren mit dem Halbleiterchip erreichen.
  • Im folgenden wird anhand von Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands erläutert.
  • Ein TAB-Band kann ein bekanntes TAB-Zweischicht- oder Dreischichtband sein, in dem ein vorbestimmtes Muster aus Leitern 2 auf einem Trägerfilm 3 ausgebildet ist. Ein Substrat 31, das ein Dünnblech aus rostfreiem Stahl sein kann, wird hergestellt, um eine Anordnung von Kontakthöckern vorzusehen. Aussparungen oder Durchgangslöcher entsprechend den Größen kugelförmiger Kontakthöcker werden im Substrat 31 an Positionen vorgesehen, die Leitern des TAB-Bands entsprechen. Durch Hineinfallen der Kontakthöcker in die jeweiligen Aussparungen oder Durchgangslöcher werden die Kontakthöcker an vorbestimmten Positionen angeordnet. Die Ausbildung der verwendeten kugelförmigen Kontakthöcker erfolgt ähnlich wie die Ausbildung von Kontakthöckern, die zur Herstellung eines vorgenannten Kontakthöcker-Bahnenmaterials zum Einsatz kommen. Material und Größe der Kontakthöcker werden entsprechend den Materialkomponenten eines zu verbindenden TAB-Bands und Halbleiterchips richtig ausgewählt.
  • Das TAB-Band und das Substrat mit den so an den vorbestimmten Positionen angeordneten Kontakthöckern werden in paßgenauer Position so aufeinandergelegt, daß die Kontakthökker des Substrats und die Leiterendabschnitte des TAB-Bands zueinander ausgerichtet sind. Anschließend werden die Kontakthöcker bei einer Temperatur von 350 bis 550 ºC unter einem Druck von 10 bis 50 g/Leiter so erwärmt und gepreßt, daß die Kontakthöcker auf die Endabschnitte der Leiter übertragen werden. Dabei wird ein Abschnitt des mit dem Leiter zu kontaktierenden Kontakthöckers infolge des Pressens verformt, wobei jedoch sein Kopfabschnitt, der mit der Elektrode des Halbleiterchips zu kontaktieren ist, nicht wesentlich verformt wird oder seine ursprüngliche weiche Kugelform beibehält. Somit läßt sich ein zufriedenstellendes Kontaktieren mit dem Halbleiterchip erreichen.
  • Wie beim bekannten, mit Kontakthöckern versehenen Band werden das hergestellte, mit Kontakthöckern versehene Band und der Halbleiterchip aufeinandergelegt, wobei sich die Kontakthöcker und die Elektroden des Halbleiterchips an paßgenauer Position zueinander befinden, und durch ein Verfahren zur Thermokompressionskontaktierung o. ä. kontaktiert.
  • Nunmehr werden verschiedene Beispiele für die Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands näher erläutert.
    • Beispiel 3
  • Ein Vakuumgehäuse 21 gemäß Fig. 3A war an einer Kontaktierstufe eines TAB-Kontaktiergeräts angebracht. Ein dünnes rostfreies Stahlblech 22 mit 0,1 mm Dicke war abnehmbar an der Oberseite des Vakuumgehäuses 21 befestigt, und der Druck im Vakuumgehäuse 21 wurde durch eine (nicht gezeigte) Vakuumpumpe verringert, die mit einem Absaugloch 23 verbunden war.
  • Das 0,1 mm dicke rostfreie Stahlblech 22, das als Substrat zur Kontakthöckerausbildung diente, wies insgesamt 200 Durchgangslöcher 24 auf, die jeweils einen Durchmesser von 70 µm hatten und durch Ätzen an paßgenauen Positionen zu den Kontakthöckerpositionen von Innenleitern eines TAB-Bands mit 200 Kontaktanschlüssen ausgebildet waren. Der Querschnitt des Durchgangslochs hatte eine einfache Form gemäß Fig. 4A. Mehrere Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 80 µm, die aus Gold mit einer Reinheit von 99,99 % bestanden, wurden auf einer Oberseite des Substrats zum Ausbilden von Kontakthökkern verteilt, während der Druck im unteren Teil unter dem Substrat verringert wurde. Dabei wurde eine Ultraschallschwingung an einem Substratende so angelegt, daß die Goldkugeln in den Durchgangslöchern eingefangen wurden. Danach wurden überschüssige, auf dem Substrat verbliebene Goldkugeln durch Luft weggeblasen.
  • Danach wurde ein TAB-Band an paßgenauer Position auf das Substrat gelegt und durch ein (nicht gezeigtes) Kontaktierwerkzeug gepreßt und erwärmt, wodurch die auf dem Substrat angeordneten Goldkugeln auf die Endabschnitte von Leitern des TAB-Bands übertragen wurden. Möglich war, das Substrat wiederholt zu verwenden, auf dem die Goldkugeln erneut verteilt wurden.
  • Der auf den Leiterendabschnitt übertragene Kontakthöcker wurde als Ergebnis des Übertragungsprozesses in eine Form mit einem Querschnitt gemäß Fig. 5 verformt. Die Spitze des Kontakthöckers behielt jedoch ihre sphärische Kugelform bei, die zum Kontaktieren mit dem Halbleiterchip zweckmäßig ist.
    • Beispiel 4
  • Ein dünnes rostfreies Stahlblech 22 auf der Oberseite eines Vakuumgehäuses 21 gemäß Fig. 3A wurde mit Durchgangslöchern hergestellt, die jeweils einen Querschnitt gemäß Fig. 4B hatten. Solche geneigten oder sich verjüngenden Durchgangslöcher wurden durch Bearbeiten mit Laserstrahlen ausgebildet. Der Druck im Inneren des Vakuumgehäuses 21 wurde so verringert, daß kugelförmige Kontakthöcker in die Durchgangslöcher ähnlich wie im Beispiel 3 fielen.
  • Anschließend wurde ein TAB-Band auf das Dünnblech oder Substrat an paßgenauer Position gelegt und durch ein Kontaktierwerkzeug so erwärmt und gepreßt, daß die auf dem Substrat angeordneten Goldkugeln auf die Endabschnitte von Leitern des TAB-Bands übertragen wurden. Da sich in diesem Beispiel das Durchgangsloch des Substrats verjüngt, kann das Ablösen der Leiter, auf die die Kontakthöcker vom Substrat übertragen wurden, leicht erfolgen, so daß die Möglichkeit einer Leiterverformung kleiner ist. Der Querschnitt des Kontakthöckers nach der Übertragung unterscheidet sich nicht wesentlich von dem im Beispiel 3. Eine Kontaktierung mit einem Halbleiterchip erfolgte mit sehr gutem Ergebnis.
    • Beispiel 5
  • Kugeln mit einem Durchmesser von 40 µm wurden unter Verwendung einer Legierung mit geringer Schmelztemperatur hergestellt, die 88 % Gold und 12 % Germanium enthielt.
  • Ein Vakuumgehäuse ähnlich wie im Beispiel 3 wurde verwendet, und ein Substrat auf dem Vakuumgehäuse wurde mit Durchgangslöchern versehen, die jeweils eine Querschnittform gemäß Fig. 4C hatten. Das Durchgangsloch wurde hergestellt, indem eine konkave Aussparung in einer Oberseite des Substrats unter Verwendung eines Stanzstempels mit dreiseitigem Pyramidenkopf ausgebildet und anschließend ein Bodenabschnitt der Aussparung mit einem Laserstrahl bestrahlt wurde. Die Größe des Durchgangslochs wurde so bestimmt, daß der Abschnitt mit größtem Durchmesser auf der Oberseite des Durchgangslochs etwa 30 µm betrug.
  • Nach Verteilung der Kugeln aus Gold-Germanium-Legierung auf dem Substrat, wobei der Druck der Innenkammer so verringert wurde, daß sie in den Durchgangslöchern eingefangen wurden, wurde ein TAB-Band an paßgenauer Position auf das Substrat gelegt, und die Kontakthöcker wurden durch eine Kontaktiermaschine auf die Endabschnitte von Leitern des TAB-Bands übertragen. In diesem Beispiel war das Hochziehen der Leiter nach der Kontakthöckerübertragung auf sie wesentlich einfacher als im Beispiel 4. Ist die Haftung zwischen dem Substrat zur Kontakthöckerausbildung und den Kontakthöckern infolge einer Zusammensetzungsbeziehung zwischen ihnen so stark, daß das Hochziehen der Leiter mit den auf sie vom Substrat übertragenen Kontakthöckern schwierig ist, erweist es sich als zweckmäßig, die Durchgangslöcher des Substrats mit einer Form wie in diesem Beispiel zu versehen. Auch die Durchgangslöcher mit Querschnittformen gemäß Fig. 4D haben im wesentlichen die gleiche Wirkung wie in diesem Beispiel.
    • Beispiel 6
  • Wie im Beispiel 4 wurde ein dünnes rostfreies Stahlblech 22 auf einer Oberseite eines Vakuumgehäuses gemäß Fig. 3A mit Durchgangslöchern ausgebildet, die Querschnittformen gemäß Fig. 4B hatten. Ein Weichgummischlauch war mit einem Absaugloch des Vakuumgehäuses gekoppelt, damit sich das Vakuumgehäuse in einem Zustand frei bewegen konnte, in dem der Druck im Inneren des Vakuumgehäuses verringert wird.
  • Zusätzlich zum Dünnblech oder Substrat wurde ein Flachblech hergestellt. Kugelförmige Kontakthöcker aus Gold wurden zufällig auf dem Flachblech verteilt. Das Vakuumgehäuse wurde in die Nähe der Goldkontakthöcker auf dem Flachblech in einem Zustand gebracht, in dem das Vakuumgehäuse mit dem Substrat nach unten umgedreht war, so daß die Kontakthöcker unter Druckverringerung zu den Durchgangslöchern angezogen wurden. Danach wurde das Vakuumgehäuse mit den an ihm angezogenen Kontakthöckern erneut umgedreht und auf einer Kontaktierstufe eines TAB-Kontaktiergeräts befestigt. Ein TAB-Band wurde an paßgenauer Position auf das Substrat des Vakuumgehäuses gelegt, und die Kontakthöcker wurden auf Leiterabschnitte des TAB-Bands übertragen.
  • Da in diesem Beispiel Kontakthöcker von Beginn an nur zu den Durchgangslöchern des Substrats angezogen werden, war ein Vorgang zum Wegblasen überschüssiger Kontakthöcker unnötig.
    • Beispiel 7
  • In diesem Beispiel, das zum Verständnis der Erfindung nützlich ist, wurde kein Vakuumgehäuse verwendet, sondern es kam ein Substrat zur Kontakthöckerausbildung mit einem Doppelaufbau und einem Querschnitt gemäß Fig. 6 zum Einsatz. Ein oberes Substrat 22a aus rostfreiem Stahlblech mit 50 µm Dicke wurde mit Durchgangslöchern mit einem Innendurchmesser von 100 µm, der etwas größer als der Durchmesser kugelartiger Goldkontakthöcker 6 von 80 µm war, an Positionen versehen, die einem Elektrodenmuster eines Halbleiterchips entsprachen. Ein unteres Substrat 22b aus rostfreiem Stahl mit 200 µm Dicke wurde auf seiner Oberfläche mit scheibenförmigen Aussparungen mit 10 µm Tiefe an Positionen versehen, die den Durchgangslöchern des oberen Substrats entsprachen.
  • Die beiden Substrate wurden aufeinandergelegt, wobei zwei (nicht gezeigte) Bleche oder Abstandshalter mit 20 µm Dicke zwischen den gegenüberliegenden Kanten der beiden Substrate eingefügt wurden, so daß eine Lücke von etwa 20 µm zwischen den beiden Substraten gemäß Fig. 6A gebildet wurde. Die Kontakthöcker wurden auf dem Substrat 22a verteilt, und eine Ultraschallschwingung wurde angelegt, um die Kontakthökker in die Durchgangslöcher des Substrats 22a fallen zu lassen. Die hineingefallenen Kontakthöcker wurden durch die Aussparungen des unteren Substrats 22b gemäß Fig. 6B gestützt. Überschüssige Kontakthöcker, die nicht in den Durchgangslöchern eingefangen wurden, verblieben jedoch auf dem Substrat 22a. Daher wurde eine Räumplatte 45 über die Oberseite des Substrats 22a geführt, um die überschüssigen Kontakthöcker gemäß Fig. 6C zu entfernen.
  • Als nächstes wurden die Abstandshalter entfernt, und das Substrat 22b wurde nach oben bewegt, bis die Lücke zwischen den Substraten 22a und 22b verschwand. Dadurch wurden die Kontakthöcker provisorisch regelmäßig angeordnet, wobei der obere Abschnitt jedes Kontakthöckers etwa 20 µm über die Oberseite des Substrats 22a gemäß Fig. 6D vorragte. Leiter eines TAB-Bands wurden auf die provisorisch angeordneten Kontakthöcker an paßgenauer Position aufgelegt, und anschließend wurden die Kontakthöcker auf die Endabschnitte der Leiter auf ähnliche Weise wie in den vorstehenden Beispielen übertragen, wodurch ein mit Höckern versehenes Band hergestellt wurde.
  • Da in diesem Beispiel keine Druckverringerung durch eine Vakuumausrüstung o. ä. notwendig ist, wird die Durchführbarkeit stärker erleichtert. Da zudem das Substrat, auf das ein Druck durch ein Kontaktierwerkzeug beim Kontaktieren ausgeübt wird, möglichst dick hergestellt werden kann (200 µm in diesem Beispiel), läßt sich eine Herstellungsausrüstung mit großer Lebensdauer vorsehen.
    • Beispiel 8
  • Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 80 µm wurden als Kontakthöcker unter Verwendung von Gold mit einer Reinheit von 99,99 % oder mehr hergestellt. Die Durchmesser der eigentlichen Kugeln lagen in einem Bereich von 75 bis 85 µm.
  • Die Goldkontakthöcker wurden an Positionen in Übereinstimmung mit den Positionen von Innenleitern eines TAB-Bands mit 200 Kontaktanschlüssen angeordnet. Die Anordnung erfolgte auf die zuvor anhand von Fig. 7 sowie 8A bis 8E erläuterte Weise. Ein Formsubstrat 22 (siehe Fig. 7) wurde aus einem dünnen rostfreien Stahlblech hergestellt, das mit Durchgangslöchern 24 mit 70 µm Durchmesser, der etwas kleiner als der Durchmesser der Goldkugeln war, an Positionen entsprechend den Innenleitern des TAB-Bands ausgebildet war. Fig. 8A zeigt einen Querschnitt an der Linie VIIIA-VIIIA in Fig. 7. Durch Absaugen mit einer Vakuumpumpe durch die Durchgangslöcher 24 des Substrats 22 von unten wurden die Kontakthöcker 6 zu den Positionen der Durchgangslöcher angezogen und in ihnen gemäß Fig. 8B provisorisch befestigt. Danach wurde eine durch ein Lösungsmittel gelöste Polyimidlösung ausgegossen und erstarrte gemäß Fig. 8C, so daß die Dicke des Polyimidfilms 40 nach Erstarrung 40 µm betrug. Nach vollständiger Erstarrung des Polyimids wurde es von der Form abgezogen, wodurch sich ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial 11 gemäß Fig. 8D ergab, in dem die Kontakthöcker 6 an vorbestimmten Positionen befestigt waren.
  • Am erhaltenen Kontakthöcker-Bahnenmaterial wurde eine Oberfläche der Kontakthöcker (insbesondere ihre Oberseite) teilweise mit Polyimid beschichtet. Danach wurde die Oberfläche leicht mit Ätznatron angeätzt, um eine Metalloberfläche der oberen Abschnitte der Kontakthöcker freizulegen.
  • Als nächstes wurde ein Muster aus Leitern 2 mit etwa 30 µm Dicke direkt auf einer Oberfläche des Kontakthöcker- Bahnenmaterials durch Verkupfern gemäß Fig. 8E ausgebildet, wodurch ein mit Höckern versehenes Band fertiggestellt wurde.
  • Dieses mit Höckern versehene Band wurde an paßgenauer Position auf einen Halbleiterchip mit 200 Elektroden gelegt, die wie die Leiter des TAB-Bands angeordnet waren, und die Zusammenstellung wurden einem Thermokompressionskontaktieren durch ein TAB-Kontaktiergerät unterzogen. Die Kontaktierbedingungen waren so, daß die Temperatur 350 ºC, der Druck 30 g/Leiter und die Zeit 2 Sekunden betrugen.
  • Nach dem Kontaktieren wurde die Zugfestigkeit untersucht, wobei sich bestätigte, daß kein Kontaktanschluß am Innenleiterabschnitt des TAB-Bands durchgetrennt wurde, so daß das Kontaktieren eine ausreichende Festigkeit aufwies.
  • Ein gewöhnliches TAB-Band wird so hergestellt, daß ein Abschnitt des Bands, in dem ein Halbleiterchip anzuordnen ist, in Form eines Fensters als Bausteinöffnung ausgearbeitet wird und nur die Endabschnitte von Leitern in das Innere der Bausteinöffnung verlaufen. Das Kontaktieren des gewöhnlichen TAB-Bands mit dem Halbleiterchip erfolgt gemäß Fig. 11A. In der Darstellung bezeichnen die Bezugszahl 2 Leiter, die Zahl 33 einen Trägerfilm des TAB-Bands, die Zahl 1 den Halbleiterchip, die Zahl 6 Kontakthöcker und die Zahl 50 ein Kontaktierwerkzeug. In der Anordnung von Fig. 11A ist das Kontaktieren unmöglich, wenn keine Bausteinöffnung vorgesehen ist. Ist keine Bausteinöffnung im herkömmlichen, mit Kontakthökkern versehenen Band ausgebildet, erfolgt das Kontaktieren gemäß Fig. 11B. In diesem Fall ist das Kontaktieren jedoch nicht praktisch, da ein erwärmtes Kontaktierwerkzeug direkt einen Trägerfilm des Bands berührt, so daß Schwierigkeiten infolge des Verbrennens des Films auftreten, die zur Beeinträchtigung seines Isoliervermögens und zur Verunreinigung der Oberfläche des Kontaktierwerkzeugs führen.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist eine Bausteinöffnung für das herkömmliche, mit Kontakthöckern versehene Band unabdingbar. Bei einem Zweischichtband wird daher eine Bausteinöffnung durch Ätzen eines Films nach Ausbilden von Leitern ausgearbeitet. Bei einem Dreischichtband wird eine Bausteinöffnung vorab zusammen mit Perforationslöchern durch Stanzstempeln o. ä. vor der Ausbildung von Leitern ausgearbeitet.
  • Bei einem zum Verständnis der Erfindung nützlichen, mit Kontakthöckern versehenen Band werden Kontakthöcker so vorgesehen, daß sie in einen Trägerfilm verlaufen. Auch wenn daher gemäß Fig. 11C ein Band unverändert verwendet wird, ohne daß in ihm eine Bausteinöffnung ausgearbeitet ist, ist es unmöglich, daß ein Kontaktierwerkzeug eines Kontaktiergeräts direkt einen Film berührt. Anders ausgedrückt kann im Prozeß der Bandherstellung ein Schritt zum Ausbilden einer Bausteinöffnung entfallen. Dies ist ein zusätzlicher Vorteil, der die ausgezeichnete Durchführbarkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
    • Beispiel 9
  • Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 90 µm (Meßwerte von 87 bis 93 µm) wurden unter Verwendung von Gold mit 99,99 %iger Reinheit als Ausgangsmaterial hergestellt. 80 µm große Löcher wurden in einen 40 µm dicken Polyimidfilm durch einen Laser an Positionen gebohrt, die den Positionen von Elektroden eines Halbleiterchips mit 200 Kontaktanschlüssen entsprachen. Die Goldkugeln wurden in den Löchern befestigt. Im folgenden wird das Befestigungsverfahren anhand von Fig. 9 sowie 10A bis 10F erläutert.
  • Zunächst erfolgte gemäß Fig. 9 die Herstellung eines Substrats mit einem Stapelaufbau aus einem Polyimidfilm 40, der mit Löchern an Positionen ausgebildet war, an denen die Goldkugeln anzuordnen sind, und einem dünnen rostfreien Stahlblech 22, das auf die Rückseite des Films 40 gelegt wurde und mit Löchern versehen war, die an den gleichen Positionen wie die im Film 40 ausgebildet waren. Fig. 10A zeigt einen Querschnitt an der Linie XA-XA in Fig. 9. Gemäß Fig. 10B erfolgte auf der Rückseite des dünnen rostfreien Stahlblechs 22 eine Evakuierung, so daß die Goldkugeln 6 zu den Lochpositionen des Polyimidfilms 40 angezogen wurden. Als nächstes wurden gemäß Fig. 10C die Goldkugeln mechanisch von der Vorderseite des Films 40 in die Löcher des Blechs 22 durch eine Presse 53 so gedrückt, daß die Kopfabschnitte der Kugeln etwa 5 µm über die gegenüberliegende Oberfläche des Bands vorragten. Auf diese Weise ergab sich ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial gemäß Fig. 10D, in dem die Goldkontakthöcker asymmetrisch gegenüber der Bandoberfläche befestigt oder positioniert waren.
  • Danach wurde eine Oberfläche dieses Kontakthöcker-Bahnenmaterials oder die Bahnenmaterialoberfläche auf der Seite, auf der die Kontakthöcker etwa 5 µm vorragten, zum Ausbilden von Leitern 2 in einem vorbestimmten Muster gemäß Fig. 10E verkupfert. Die Dicke des Kupferüberzugs betrug etwa 30 µm.
  • Dadurch wurden die Goldkontakthöcker und die Kupferleiter mit guter elektrischer Leitfähigkeit zwischen ihnen sowie einer mechanischen Kontaktierung mit gewissem Festigkeitsgrad integriert. Gemäß Fig. 10F wurde eine Bausteinöffnung in Form eines Fensters im Band an einem Mittelabschnitt des Kontakthökker-Bahnenmaterials ausgeätzt, um darin einen zu verbindenden Halbleiterchip anzuordnen. Dadurch ergab sich ein mit Kontakthöckern versehenes Band, in dem die Endabschnitte der Leiter in das Innere der Bausteinöffnung verliefen und die kugelförmigen Goldkontakthöcker an den Endabschnitten der Leiter befestigt waren.
  • Das durch das vorgenannte Verfahren hergestellte, mit Kontakthöckern versehene Band wurde zum Durchführen der Prüfung der Verbindung oder Kontaktierung mit einem Halbleiterchip verwendet. Die Bedingungen der Thermokompressionskontaktierung waren so, daß der Druck 35 g/Leiter betrug, die Temperatur 450 ºC und die Zeit 1 Sekunde. Als Ergebnis der Zugfestigkeitsuntersuchung der Leiterkontaktabschnitte war keiner am Leiterabschnitt durchgetrennt. Dies zeigt, daß die Kontaktierung zwischen den Leitern und den Kontakthöckern sowie die Kontaktierung zwischen den Kontakthöckern und dem Halbleiterchip zufriedenstellend waren.
  • In diesem Beispiel wurde eine Bausteinöffnung in einem Abschnitt des Bands ausgebildet, um darin den zu verbindenden Halbleiterchip wie im Fall des herkömmlichen, mit Kontakthöckern versehenen Bands unterzubringen, das durch das "TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung" hergestellt wurde. Obwohl in diesem Beispiel ein zusätzlicher Schritt zum Ausbilden der Öffnung erforderlich ist, kann das Kontaktieren auf eine in Fig. 11D gezeigte Weise erfolgen. Daher lassen sich die Erwärmungsbedingungen zum Kontaktieren frei auswählen, wodurch ein besseres Kontaktieren realisiert werden kann. Da zudem in diesem Beispiel der Kontakthöcker eine kugelartige Form hat, wurde vorteilhaft bestätigt, daß die Kontakthöcker in sehr gleichmäßige Berührung mit Elektrodenabschnitten des Halbleiterchips beim eigentlichen Kontaktieren kommen, so daß der Chip nicht zu stark belastet wird.
    • Beispiel 10
  • Löcher mit 80 µm Durchmesser wurden in ein 40 µm dickes Polyesterfilmband gebohrt, und Goldkugeln mit 99,99 %iger Reinheit und einem mittleren Durchmesser von 90 µm wurden in die Löcher gedrückt. Die Goldkugeln waren auf dem Band an Positionen angeordnet, die den Elektroden eines mit ihm zu verbindenden Halbleiterchips mit 100 Kontaktanschlüssen entsprachen. Die Goldkugeln wurden am Band mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 9 befestigt. Das heißt, die Goldkugeln wurden so befestigt, daß jede Kugel etwa 5 µm über eine Bandoberfläche und etwa 45 µm über seine gegenüberliegende Oberfläche vorragte.
  • Anschließend wurde auf der einen Oberfläche dieses Kontakthöcker-Bahnenmaterials oder jener Oberfläche, über die die Kontakthöcker etwa 5 µm vorragten, eine 35 µm dicke Kupferfolie durch einen Klebstoff befestigt. Obwohl die Köpfe der Kontakthöcker etwas vorragen, behindert dies nicht die Haftung der Kupferfolie. Diese Kupferfolie wurde geätzt, um ein Leitermuster auszubilden, das der Position von Elektroden eines Halbleiterchips mit 100 Kontaktanschlüssen entsprach. Anschließend wurde der Trägerfilm geätzt, um eine Bausteinöffnung auszubilden, wodurch ein mit Höckern versehenes Band hergestellt wurde.
  • Bei diesem Beispiel erfolgt nicht immer eine zufriedenstellende Kontaktierung zwischen den Kontakthöckern und den Leitern, die im vorgenannten Herstellungsprozeß hergestellt werden.
  • Bei Kontaktierung eines Halbleiterchip mit den Leitern eines mit Höckern versehenen Bands, das durch den vorgenannten Prozeß hergestellt wurde, wird die Kontaktierung zwischen den Kontakthöckern und den Leitern jedoch zufriedenstellend, um ausreichende elektrische/mechanische Kontaktierungseigenschaften zu erreichen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Kontaktieren von Kontakthöckern mit Leitern eines TAB-Bands, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Verwenden eines Substrats (22) mit Durchgangslöchern (24) an paßgenauen Positionen zu den Kontakthöckerpositionen von Leitern des TAB-Bands, wobei die Durchgangslöcher (24) zu klein sind, daß die Kontakthöcker durch sie durchgehen können;
Vorsehen mehrerer Kontakthöcker auf einer Seite des Substrats (22), die zu groß sind, um durch die Durchgangslöcher (24) durchzugehen, Verringern des Drucks auf der anderen Seite des Substrats, um so die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern (24) einzufangen, aus denen jeder der Kontakthöcker teilweise über die Oberfläche der einen Seite des Substrats (22) vorragt; und
Auflegen eines TAB-Bands auf das Substrat (22) an paßgenauer Position zu ihm, wobei die eine Seite des Substrats zu dem TAB-Band weist, sowie Pressen und Erwärmen des TAB-Bands mittels eines Kontaktierwerkzeugs, um so die vorragenden Teile der Kontakthöcker an den Endabschnitten von Leitern (2) des TAB-Bands zu befestigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den folgenden Schritten: Anbringen des Substrats (22) an einem Vakuumgehäuse (21), Verringern des Drucks innerhalb des Vakuumgehäuses (21) und Bewegen des Vakuumgehäuses (21) mit dem Substrat (22) nach unten in die Nähe der Kontakthöcker, um so die Kontakthöcker zu den Durchgangslöchern (24) anzuziehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den folgenden Schritten: Anbringen des Substrats (22) an der Oberseite eines Vakuumgehäuses (21), Verringern des Drucks innerhalb des Vakuumgehäuses (21) und Verteilen der Kontakthöcker über die Oberseite des Substrats (22).
4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit den folgenden Schritten: Anlegen von Ultraschallschwingung an einem Ende des Substrats (22), so daß die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern (24) eingefangen werden, und anschließendes Wegblasen überschüssiger Kontakthöcker, die auf dem Substrat (22) verbleiben.
5. Vorrichtung, um Kontakthöcker mit Leitern eines TAB- Bands zu kontaktieren, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Substrat (22) mit Durchgangslöchern (24) an paßgenauen Positionen zu den Kontakthöckerpositionen von Leitern des TAB-Bands, wobei die Durchgangslöcher (24) zu klein sind, daß die zu kontaktierenden Kontakthöcker durch sie durchgehen können;
ein Vakuumgehäuse (21), auf dem das Substrat abnehmbar angebracht werden kann, während mehrere Kontakthöcker, die zu groß sind, um durch die Durchgangslöcher (24) durchzugehen, auf einer Seite des Substrats (22) vorgesehen sind;
eine Einrichtung zum Verringern des Drucks in dem Vakuumgehäuse (21), um den Druck auf der anderen Seite des Substrats zu verringern, um so die Kontakthöcker in den Durchgangslöchern (24) einzufangen, aus denen jeder der Kontakthöcker teilweise über die Oberfläche der einen Seite des Substrats vorragt; und
ein Kontaktierwerkzeug zum Pressen und Erwärmen des TAB- Bands, wenn es auf das Substrat (22) an paßgenauer Position zu ihm aufgelegt ist, wobei die eine Seite des Substrats (22) zu dem TAB-Band weist, um so die vorragenden Teile der Kontakthöcker an den Endabschnitten von Leitern (2) des TAB-Bands zu befestigen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Durchgangslöcher (24) einen konstanten Durchmesser über ihre Länge haben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Durchgangslöcher (24) einen sich verjüngenden Durchmesser über ihre Länge haben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Durchgangslöcher (24) einen konstanten Durchmesser über einen Teil ihrer Länge haben, aber in einer konkaven Aussparung mit größerem Durchmesser auf der einen Seite des Substrats (22) enden.
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