DE69033078T2 - Verfahren zum Verbinden eines TAB-Bandes an einem Halbleiterchip - Google Patents

Verfahren zum Verbinden eines TAB-Bandes an einem Halbleiterchip

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Halbleiterchips, z. B. IC- oder LSI-Chips, mit einem Verdrahtungsband oder sogenannten TAB-Band (Band für automatisches Filmbonden), das zum Verbinden des Halbleiterchips mit einem Substrat oder einem Systemträger dient.
  • Verbreitet wird in der Praxis ein Halbleiterchip, z. B. IC- oder LSI-Chip, herkömmlich von einem Systemträger gestützt, und eine Chipschaltung ist mit dem Systemträger durch Au-Kontaktdrähte o. ä. verbunden.
  • In den letzten Jahren wuchs jedoch mit der Realisierung hoher Leistungen durch Halbleiter der Bedarf an erheblich höheren Montagedichten. Als Ergebnis höherer Integrationsdichten von Elementen in integrierten Schaltungen und eines größeren Bedarfs an einer zugehörigen hochentwickelten Montagetechnik zeigte sich, daß die herkömmliche Drahtkontaktiertechnik beim Verdrahten einer Chipschaltung einem solchen Bedarf vielfach nicht nachkommen kann.
  • In IEEE CMMT-10 (1987), September Nr. 3, Seiten 335-340 ist eine Filmträger-Montagetechnologie mit TAB-Band zur Kontakthöckerübertragung offenbart, bei der ein Substrat zum Einsatz kommt, auf dem die Kontakthöcker vergoldet sind. Die EP- A-260490 offenbart ein Kontaktierverfahren mit einem Kontaktierbahnenmaterial, das ein Substrat und auf dem Substrat fixierte Metallkontakthöcker aufweist. Ein ähnliches Kontakthöcker-Bahnenmaterial ist aus der EP-A-229850 bekannt.
  • Die EP-A-0413937, die eine ältere Priorität als die vorliegende Anmeldung beansprucht, aber nicht vorveröffentlicht wurde, offenbart ein Verfahren zum Thermokompressionskontaktieren in einem integrierten Schaltungsgehäuse mittels eines Leiters mit Metallkontakthöcker, der in einer Form ausgebildet ist, die einem Teil einer sphärischen Kugel ähnelt, wobei sich aber andererseits ein wesentlicher Teil des Kontakthöckers von einer Kugel völlig unterscheidet. Diese unterschiedlichen Teilformen werden z. B. durch Plattieren hergestellt, was zu einer rauhen Oberflächenmorphologie führt.
  • Weitere Verfahren zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip sind in der EP-A-244666 und US-A-4587395 offenbart.
  • Bei einem TAB-System handelt es sich um ein Kontaktierverfahren, das dem genannten jüngeren Bedarf nachkommt und daher als Verfahren zum Kontaktieren der Elektroden eines Halbleiterchips breite Überleitung in die Praxis gefunden hat. Bei einem auf dem TAB-System basierenden Kontaktierverfahren wird ein TAB-Band mit darauf in Folge ausgebildeten Leitermustern anstelle der Systemträger verwendet, die beim Drahtkontaktierverfahren zum Einsatz kommen, und in Leiterabschnitten auf dem TAB-Band oder chipseitigen Kontaktabschnitten vorab ausgebildete Kontakthöcker treten an die Stelle der Kontaktdrähte. Allgemein erfolgt das eigentliche Kontaktieren durch ein Verfahren zum Thermokompressionskontaktieren o. ä., wobei der Chip und das TAB-Band aufeinandergelegt werden.
  • 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 in diesem Verfahren verwendete TAB-Band hergestellt, indem Perforationslöcher und eine Bausteinöffnung in einem Film aus einem Kunstharz, z. B. Polyimid oder Polyester, gebildet werden, eine Metallfolie auf den Film laminiert und anschließend ein Leitermuster durch ein Fotolackverfahren ausgebildet wird.
  • Andererseits werden die Kontakthöcker zum Verbinden des TAB-Bands mit Elektroden des Halbleiterchips, z. B. 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 zum Bilden 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 116-124. Im TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung werden Kontakthöcker mit einem vorbestimmten Muster auf einem Glassubstrat vorab plaziert 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.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie erwähnt wurde, ist es beim herkömmlichen TAB-System problematisch, daß das Verfahren zur Ausbildung von Kontakthöckern zu teuer ist, das Ausbilden der Kontakthöcker kompliziert ist und die Möglichkeit besteht, daß das Ausbilden der Kontakthöcker den Chip beschädigt.
  • Zur Lösung dieser Probleme besteht eine erste Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip, das einfach durchzuführen und sehr zuverlässig ist, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Halbleiterchips gesenkt ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
  • Fig. 1 ist eine Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden eines TAB-Bands mit einem Halbleiterchip;
  • Fig. 1A ist eine Perspektivansicht eines im Verfahren von Fig. 1 verwendeten Kontakthöcker-Bahnenmaterials;
  • Fig. 2 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Ausführungsform eines 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. 1A 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 einer Platte der Lehre von. Fig. 3A gebildet 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 erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands verwendeten Substrats;
  • 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 erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands verwendeten Substrats und Kunstharzfilms;
  • 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 Band des Stands der Technik und das der Erfindung 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.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen 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 verwendet, z. B. Gold, Aluminium oder Kupfer, 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 fixiert, daß die Kontakthöckeranordnung ungestört ist. 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 fixieren sind. Kontakthöcker werden vorab in einem bandartigen Film aus einem solchen Harz in einer vorbestimmten Anordnung fixiert. Als alternatives Verfahren kann ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial so hergestellt werden, daß Kontakthöcker auf einer Form oder einem Substrat angeordnet und provisorisch fixiert werden, eine Lösung des genannten 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 diesem Fall muß ein Lösungsmittel, z. B. eine Alkalilösung, zum Auflösen des Harzes auf Oberflä chenabschnitten der Kontakthöcker verwendet werden, um so Metalloberflächen freizulegen.
  • Als nächstes wird ein Beispiel für 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 Anordnung in diesem Zustand Thermokompressionskontaktieren durch ein Kontaktierwerkzeug 5 ausgesetzt wird, werden Elektroden 7 des Halbleiterchips 1 und die Leiter 2 über die Kontakthöcker 6 miteinander kontaktiert, die am Kontakthöcker-Bahnenmaterial 11 fixiert sind. Eine Erwärmungstemperatur beim Thermokompressionskontaktieren beträgt 350ºC bis 550ºC, 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 zuerst kontaktiert, wobei das TAB-Band und das Kontakthöcker-Bahnenmaterial paßgenau aufeinandergelegt sind, 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 Herstellen von Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 80 um verwendet, um so Kontakthöcker zu bilden. Die Kontakthöcker wurden erhalten, indem ein Draht mit 25 um Durchmesser aus einem Material zur Kontakthöckerbildung (Gold im gezeigten Beispiel) in Stücke vorbestimmter Länge geschnitten wurde und die Drahtstücke auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt getrennt 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 um betrug. Die Durchmesser der tatsächlich gebildeten Kugeln fielen in einen Bereich von 75 bis 85 um.
  • 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, eine dünne rostfreie Stahlplatte oder -blech 22, das mit Durchgangslöchern 24 mit 70 um Durchmesser, 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 fixiert wurden. Als nächstes wurde eine Lösung aus in einem Lösungsmittel gelöstem Polyimid abdeckend über das Dünn blech 22 gegossen und erstarrte, um ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial gemäß Fig. 1A zu bilden. Der Polyimidfilm war 40 um 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 fixiert 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 dem Kontakthöcker-Bahnenmaterial plaziert. In diesem Zustand wurde die Anordnung einem chargenweisen Thermokompressionskontaktieren unter Verwendung eines TAB-Kontaktiergeräts unterzogen, wobei das Thermokompressionskontaktieren unter Bedingungen von 350ºC und 2 Sekunden erfolgte.
  • Nach Kontaktieren wurde die Zugfestigkeit untersucht. Es kam zu keinem Durchtrennen von Kontaktanschlüssen am Leiterabschnitt des TAB-Bands. Somit wurde nachgewiesen, daß das Kontaktieren ausreichend fest erfolgte.
    • Beispiel 2
  • Kugeln mit 90 um mittlerer Durchmesser (Meßwerte von 87 bis 93 um) wurden unter Verwendung von Gold mit 99, 99%iger Reinheit als Ausgangsmaterial hergestellt. Vorab wurden Löcher mit 80 um Durchmesser an vorbestimmten Positionen eines 40 um dicken Polyethylen-Bahnenmaterials durch einen Laser gebildet, 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 gebildet wurde.
  • Das so hergestellte 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 Kontaktabschnitts 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 eingesetzt werden, bei der im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren zum Bilden von Kontakthöckern an Chipelektroden die Möglichkeit sehr gering ist, daß der Chip beschädigt wird, und die 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 Verbindungsverfahrens wird jedoch vorzugsweise ein mit Kontakthöckern versehenes Band verwendet, in dem ein TAB-Band und ein Kontakthöcker- Bahnenmaterial integriert sind. Wie bereits erwähnt, ist das in "National Technical Report", Band 31, Nr. 3 (1985), Seiten 116-124 vorgeschlagene "TAB-Verfahren mit, Kontakthöckerübertragung" als Verfahren zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands bekannt. Dieses Verfahren wird nunmehr 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 wird ein elektrisch leitendes Metall 42 durch ein stromloses Überzugsverfahren, ein Sputter-Verfahren o. ä. auf ein Substrat 41, z. B. eine Glasplatte, gleichmäßig abgeschieden. Danach wird eine Oberfläche des abgeschiedenen Metalls 42 mit Ausnahme von Abschnitten, an denen Kontakthöcker zu bilden sind, durch einen Isolator 43 maskiert. In diesem Zustand wird so vergoldet, daß Gold an den nicht durch den Isolator 43 maskierten Abschnitten abgeschieden wird, wodurch Kontakthöcker 6 gebildet werden. Die so gebildeten 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 Verfahren zum Bilden von Kontakthöckern beschädigt wird. Ferner soll ein Vorteil darin bestehen, daß die Herstellungskosten eines mit Kontakthöckern versehenen Bands niedrig sind, da das Substrat zur Bildung von Kontakthöckern wiederholt verwendbar ist. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Durchführung der Kontakthöckerbildung selbst kompliziert, was die Verfahrensschritte von Figur. 13 zeigen. Da außerdem bei wiederholter Verwendung das Substrat zur Bildung von Kontakthöckern zunehmend weiter beschädigt wird, ist ein sorgfältiger Umgang mit dem Substrat erforderlich, um stets zufriedenstellende Kontakthöcker zu bilden. Da zudem die Kontakthöcker verformt werden, wenn sie vom Substrat zur Kontakthöckerbildung auf die Leiter übertragen werden, und die verformten Kontakthöckerabschnitte 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 gebildet werden, gilt stark einschränkend, daß sich Zusammensetzung und Form der Kontakthöckers nicht frei wählen lassen. Insbesondere ist für die Zusammensetzung der Kontakthöcker zwar eine Legierung mit einem zugegebenen speziellen Element vielfach 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 zu bilden.
  • 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 ausgebil det. Als Trägerfilm des TAB-Bands dient ein Kunstharz, 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 mit Kontakthöckern versehenes Band gemäß dem Verfahren der Erfindung 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 seine ursprüngliche sphärische oder Kugelform im wesentlichen behält. Als Ergebnis läßt sich ein zufriedenstellendes Kontaktieren mit dem Halbleiterchip erreichen.
  • Im folgenden wird anhand von Fig. 2 ein Verfahren zur Herstellung eines mit Kontakthöckern versehenen Bands erläutert.
  • Ein TAB-Band kann ein bekanntes TAB-Zweischicht- oder Dreischichtband sein, bei 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 gebildet, die Leitern des TAB-Bands entsprechen. Durch Fallenlassen der Kontakthöcker in die jeweiligen Aussparungen oder Durchgangslöcher werden die Kontakthöcker an vorbestimmten Positionen angeordnet. Die Bildung der verwendeten kugelförmigen Kontakthöcker erfolgt ähnlich wie die Bildung 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 Kontakthöcker des Substrats und die Leiterendabschnitte des TAB-Bands zueinander ausgerichtet sind. Anschließend werden die Kontakthöcker bei einer Temperatur Von 350 bis 550ºC 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 durch das Pressen verformt, wobei jedoch sein Kopfabschnitt, der mit der Elektrode des Halbleiterchips zu kontaktieren ist, nicht wesentlich verformt wird oder seine ursprüngliche weiche Kugelform behält. Somit läßt sich 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 um 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 um aus Gold mit 99,99% Reinheit wurden auf einer Oberseite des Substrats zum Ausbilden von Kontakthöckern verteilt, während der Druck im unteren Teil unter dem Substrat verringert wurde. Dabei wurde Ultraschallschwingung an einem Substratende so angelegt, daß die Goldkugeln in den Durchgangslöchern eingefangen wurden. Anschließend wurden überschüssige, auf dem Substrat verbliebene Goldkugeln durch Luft leicht 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 Übertragungsverfahrens in eine Form mit einem Querschnitt gemäß Fig. 5 verformt. Die Spitze des Kontakthöckers behielt jedoch ihre sphärische Kugelform, die zum Kontaktieren mit dem Halbleiterchip zweckmäßig ist.
    • Beispiel 4
  • Ein dünnes rostfreies Stahlblech 22 auf der Oberseite des 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 gebildet. 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 Übertragung unterscheidet sich nicht wesentlich von dem im Beispiel 3. Eine Kontaktierung mit einem Halbleiterchip erfolgte mit sehr gutem Ergebnis.
    • Beispiel 5
  • Kugeln mit 40 um Durchmesser von 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 gebildet 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 um betrug.
  • Nach Verteilung der Gold-Germanium-Legierungskugeln 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 ist.
  • Zusätzlich zum Dünnblech oder Substrat wurde ein Flachblech hergestellt. Kugelförmige Kontakthöcker aus Gold wurden ungeordnet 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 zu 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 auf dem Substrat unnötig.
    • Beispiel 7
  • In diesem Beispiel wurde kein Vakuumgehäuse verwendet, sondern es kam ein Substrat zur Kontakthöckerausbildung mit einem Doppelaufbau mit einem Querschnitt gemäß Fig. 6A zum Einsatz. Ein oberes Substrat 22a aus rostfreiem Stahlblech mit 50 um Dicke wurde mit Durchgangslöchern mit 100 um Innendurchmesser, der etwas größer als der Durchmesser kugelförmiger Goldkontakthöcker 6 von 80 im war, an Positionen versehen, die einem Elektrodenmuster eines Halbleiterchips ent sprachen. Ein unteres Substrat 22b aus rostfreiem Stahl mit 200 um Dicke wurde auf seiner Oberfläche mit scheibenförmigen Aussparungen mit 10 um 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 um Dicke aus rostfreiem Stahl zwischen den gegenüberliegenden Kanten der beiden Substrate so eingefügt wurden, daß eine Lücke von etwa 20 um zwischen den beiden Substraten gemäß Fig. 6A gebildet wurde. Die Kontakthöcker wurden auf dem Substrat 22a verteilt, und Ultraschallschwingung wurde angelegt, um die Kontakthöcker 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, blieben 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.
  • Danach 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 positioniert, wobei der obere Abschnitt jedes Kontakthöckers etwa 20 um über die Oberseite des Substrats 22a gemäß Fig. 6D vorragte. Leiter eines TAB-Bands wurden auf die provisorisch angeordneten Kontakthöcker an paßgenauer Position gelegt, und danach wurden die Kontakthöcker auf die Endabschnitte der Leiter ähnlich wie in den vorstehenden Beispielen übertragen, wodurch ein mit Kontakthöckern 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 sein kann (200 um in diesem Beispiel), läßt sich eine haltbare Herstellungsausrüstung vorsehen.
    • Beispiel 8
  • Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 80 um 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 um.
  • Die Goldkontakthöcker wurden an Positionen in Übereinstimmung mit den Positionen von Innenleitern eines TAB-Bands mit 200 Kontaktanschlüssen angeordnet. Die Anordnung erfolgte auf die später 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 um 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 darin gemäß Fig. 8B provisorisch fixiert. Danach wurde eine durch ein Lösungsmittel gelöste Polyimidlösung vergossen und erstarrte gemäß Fig. 8C, so der Polyimidfilm 40 nach Erstarrung 40 um dick war. Nach vollständiger Erstarrung des Polyimids wurde es von der Form abgezogen, wodurch man ein Kontakthöcker-Bahnenmaterial 11 gemäß Fig. 8D erhielt, in dem die Kontakthöcker 6 an vorbestimmten Positionen fixiert waren.
  • Am erhaltenen Kontakthöcker-Bahnenmaterial wurde eine Oberfläche der Kontakthöcker (insbesondere ihre Oberseite) teilweise mit Polyimid beschichtet. Danach wurde die Oberfläche mit Ätznatron leicht angeätzt, um eine Metalloberfläche der oberen Abschnitte der Kontakthöcker freizulegen.
  • Als nächstes wurde ein Muster aus Leitern 2 mit etwa 30 um Dicke direkt auf einer Oberfläche des Kontakthöcker- Bahnenmaterials durch Verkupfern gemäß Fig. 8E ausgebildet, wodurch ein mit Kontakthöckern versehenes Band fertiggestellt wurde.
  • Dieses mit Kontakthöckern versehene Band wurde an paßgenauer Position auf einen Halbleiterchip mit 200 Elektroden gelegt, die wie die Leiter des TAB-Bands angeordnet waren, und die Anordnung wurde einem Thermokompressionskontaktieren durch ein TAB-Kontaktiergerät unterzogen. Die Kontaktierbedingungen waren so, daß die Temperatur 350ºC, der Druck 30 g/Leiter und die Zeit 2 Sekunden betrugen.
  • Nach Kontaktieren wurde die Zugfestigkeit untersucht, wobei sich bestätigte, daß keiner der Kontaktanschlüsse am Innenleiterabschnitt des TAB-Bands durchtrennt wurde, womit 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 Kontakthöckern versehenen Band ausgebildet, erfolgt das Kontaktieren gemäß Fig. 11B. In diesem Fall ist das Kontaktieren jedoch unpraktisch, da ein erwärmtes Kontaktierwerkzeug direkt einen Trägerfilm des Bands berührt, so daß Schwierigkeiten durch Verbrennendes Films auftreten, die zur Beeinträchtigung seines Isoliervermögens und zur Verunreinigung der Oberfläche des Kontaktierwerkzeugs führen.
  • Wie aus der 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 dem Ausbilden von Leitern ausgearbeitet.
  • Bei einem mit Kontakthöckern versehenen Band gemäß der Erfindung werden Kontakthöcker so vorgesehen, daß sie sich in einen Trägerfilm erstrecken. 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 Verfahren zur Bandherstellung ein Schritt zum Bilden einer Bausteinöffnung entfallen. Dies ist ein zusätzlicher Vorteil, der die ausgezeichnete Durchführbarkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens belegt.
    • Beispiel 9
  • Kugeln mit einem mittleren Durchmesser von 90 um (Meßwerte von 87 bis 93 um) wurden unter Verwendung von Gold mit 99, 99%iger Reinheit als Ausgangsmaterial hergestellt. 80 um große Löcher wurden in einen 40 um dicken Polyimidfilm durch einen Laser an Positionen gebohrt, die den Positionen der Elektroden eines Halbleiterchips mit 200 Kontaktanschlüssen entsprachen. Die Goldkugeln wurden in den Löchern fixiert. Im folgenden wird das Fixierverfahren 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 waren, 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 um über die gegenüberliegende Oberfläche des Bands vorragten. Auf diese Weise wurde ein Kontakthöcker- Bahnenmaterial gemäß Fig. 10D erhalten, in dem die Goldkontakthöcker asymmetrisch gegenüber der Bandoberfläche fixiert oder positioniert waren.
  • Danach wurde eine Oberfläche dieses Kontakthöcker-Bahnenmaterials oder die Bahnenmaterialoberfläche auf der Seite, auf der die Kontakthöcker etwa 5 um vorragten, zum Ausbilden von Leitern 2 in einem vorbestimmten Muster gemäß Fig. 10E verkupfert. Die Dicke des Kupferüberzugs betrug etwa 30 um. 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 Fensterform im Band an einem Mittelabschnitt des Kontakthöcker-Bahnenmaterials ausgeätzt, um einen zu verbindenden Halbleiterchip darin anzuordnen. Dadurch erhielt man ein mit Kontakthöckern versehenes Band, in dem sich die Endabschnitte der Leiter in das Innere der Bausteinöffnung erstreckten und die kugelförmigen Goldkontakthöcker an den Endabschnitten der Leiter befestigt waren.
  • Das durch dieses 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 450ºC 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 beim herkömmlichen, mit Kontakthöckern versehenen Band unterzubringen, das durch das "TAB-Verfahren mit Kontakthöckerübertragung" hergestellt wird. 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 wählen, wodurch ein besseres Kontaktieren realisiert werden kann. Da zudem in diesem Beispiel der Kontakthöcker eine Kugelform hat, wurde als Vorteil 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 um Durchmesser würden in ein 40 um dickes Polyesterfilmband gebohrt, und Goldkugeln mit 99, 99%iger Reinheit und einem mittleren Durchmesser von 90 um 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 fixiert. Das heißt, die Goldkugeln wurden so fixiert, daß jede Kugel etwa 5 um über eine Bandoberfläche und etwa 45 um über dessen gegenüberliegende Oberfläche vorragte.
  • Anschließend wurde auf der einen Oberfläche dieses Kontakthöcker-Bahnenmaterials oder jener Bahnenmaterialoberfläche, über die die Kontakthöcker etwa 5 um vorragten, eine 35 um 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. Danach wurde der Trägerfilm geätzt, um eine Bausteinöffnung auszubilden, wodurch ein mit Kontakthöckern versehenes Band hergestellt wurde.
  • Bei diesem Beispiel kommt nicht immer eine zufriedenstellende Kontaktierung zwischen den Kontakthöckern und den Leitern zustande, die im vorherigen Herstellungsverfahren hergestellt werden.
  • Bei Kontaktierung eines Halbleiterchip mit den Leitern eines mit Kontakthöckern versehenen Bands, das durch das vorgenannten Verfahren hergestellt wurde, wird die Kontaktierung zwischen den Kontakthöckern und den Leitern jedoch zufriedenstellend, um ausreichende elektrische/mechanische Kontaktierungseigenschaften zu erreichen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbinden eines TAB-Bands (12) mit einem Halbleiterchip (1), das die folgenden Schritte aufweist:
(a) Herstellen von kugelförmigen Kontakthöckern (6);
(b) vorläufiges Anordnen der Kontakthöcker (6) auf einem Substrat (11; 22; 31) an Positionen, die einem Muster von Elektroden (7) des zu verbindenden Halbleiterchips entsprechen, wobei das Substrat (22, 31) mit Durchgangslöchern (24) an den Positionen versehen ist und wobei der Durchmesser der Durchgangslöcher (24) etwas kleiner als der Durchmesser der kugelförmigen Kontakthöcker (6) ist oder ihm entspricht;
(c) Befestigen der Kontakthöcker (6) an Abschnitten von Leitern (2) des TAB-Bands; und
(d) jeweiliges Kontaktieren der Kontakthöcker (6) durch Thermokompression mit den Elektroden (7) des Halbleiterchips, so daß jede Elektrode des Halbleiterchips mit dem entsprechenden Leiter (2) des TAB- Bands über einen entsprechenden der Kontakthöcker elektrisch verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Schritt (b) die Kontakthöcker (6) auf der Oberseite des Substrats (22; 31) verteilt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kontakthöcker (6) mittels eines an der Unterseite des Substrats angelegten Vakuums zu den Lochpositionen angezogen und vorläufig auf dem Substrat (22; 31) angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Substrat (22) aus Metall hergestellt und mit einem aus einem Kunstharzfilm (40) hergestellten oberen Substrat (40) Versehen ist, die beide mit Durchgangslöchern an den Positionen Versehen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Kontakthöcker (6) auf dem oberen Substrat (40) in Form einer Kontakthöckerbahn befestigt und die Leiter (2) des TAB-Bands (12) in einem vorbestimmten Muster direkt auf einer Oberfläche des Kunstharzfilms der Kontakthöckerbahn in elektrisch leitender Beziehung mit den Kontakthöckern ausgebildet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei
(a) die Kontakthöcker (6) mechanisch in die Durchgangslöcher des Harzfilms gedrückt werden, der das obere Substrat (40) bildet, und
(b) der die Kontakthöcker (6) tragende Kunstharzfilm abgezogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 mit den folgenden Schritten:
(a) Zufügen einer Lösung aus Kunstharz (40) zu dem die vorläufig angeordneten Kontakthöcker (6) tragenden Substrat (22) und
(b) Verfestigen des Kunstharzes und Abziehen des verfestigten Kunstharzfilms, der die Kontakthöcker (6) trägt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Leiterabschnitte (2) des TAB-Bands direkt auf einer Oberfläche des die Kontakthöcker (6) tragenden Kunstharzfilms durch Verkupfern ausgebildet werden.
9. Verfahren zum Verbinden eines TAB-Bands (12) mit einem Halbleiterchip (1), das die folgenden Schritte aufweist:
(a) Herstellen von kugelförmigen Kontakthöckern (6);
(b) vorläufiges Anordnen der Kontakthöcker (6) auf einem Substrat (11; 22; 31) an Positionen, die einem Muster von Elektroden (7) des zu verbindenden Halbleiterchips entsprechen, wobei das Substrat (22, 31) mit Durchgangslöchern (24) an den Positionen versehen ist;
wobei
(c) das Substrat ein unteres Substrat (22b) und ein oberes Substrat (22a) aufweist, die beide aus einem Metall hergestellt sind, und
(d) die Durchgangslöcher (24) des oberen Substrats (22a) etwas größer als der Durchmesser der kugelförmigen Kontakthöcker (6) sind,
sowie mit den folgenden Schritten:
(e) Übereinanderlegen des oberen und des unteren Substrats (22a bzw. 22b) mit einem Abstand dazwischen,
(f) Verteilen der Kontakthöcker (6) auf dem oberen Substrat (22a),
(g) Entfernen von überschüssigen Kontakthöckern (6), die nicht in den Durchgangslöchern (24) eingefangen wurden; und
(h) Bewegen des oberen Substrats (22a) nach unten zu dem unteren Substrat (22b), bis der Abstand beseitigt ist;
(i) Befestigen der Kontakthöcker (6) an Abschnitten von Leitern (2) des TAB-Bands; und
(k) jeweiliges Kontaktieren der Kontakthöcker (6) durch Thermokompression mit den Elektroden (7) des Halbleiterchips, so daß jede Elektrode des Halbleiterchips mit dem entsprechenden Leiter (2) des TAB- Bands über einen entsprechenden der Kontakthöcker elektrisch verbunden wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Substrat (11; 22; 31) mit den Vorläufig angeordneten Kontakthöckern (6) in Positionsdeckung mit Abschnitten von Leitern (2) des TAB-Bands aufgelegt wird und danach die Kontakthöcker (6) zu den Endabschnitten der Leiter (2) übertragen werden.
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