DE10042312A1 - Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen IC-Baustein - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen IC-BausteinInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für einen zum Einbau in Datenträgerkarten vorgesehenen IC-Baustein vorgestellt, bei dem erfindungsgemäß die in das Trägerelement eingestanzten Durchgangslöcher mit einem einseitig angeordneten leitenden Randbereich versehen werden und in einem weiteren Arbeitsschritt mit einer aushärtbaren Leitpaste verfüllt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes
für einen zum Einbau in Datenträgerkarten vorgesehenen IC-Baustein,
wobei das Trägerelement auf beiden Flachseiten aus einem leitenden Mate
rial bestehende Leiterbahnen und Kontaktflächen aufweist, die mindestens
auf der einen Flachseite zur Außenkontaktierung des IC-Bausteines vorge
sehen sind, mit den im Anspruch 1 genannten gattungsgemäßen Verfah
rensschritten.
Trägerelemente der oben beschriebenen Art werden im Stand der Technik
aus so genannten Endlosfilmen hergestellt, bei denen üblicherweise wähend
des Herstellungs- und Bestückungsvorganges zwei Trägerelemente neben
einander und eine Vielzahl von Trägerelementen hintereinander einen Film
streifen bilden. Die einzelnen Trägerelemente des Filmstreifens werden
hierbei mit den IC-Bausteinen und mit elektrischer Kontaktierung zwischen
IC-Bausteinen und Kontaktflächen versehen, bevor eine Vereinzelung der
Trägerelemente vorgenommen wird. Ein herkömmlicher Herstellungsprozess
sieht hierbei vor, dass ein mit einer seitlichen Perforierung versehenes
elektrisch nicht leitendes Kunststoffband (Filmstreifen) auf beiden Seiten mit
Leiterbahnen und Kontaktflächen versehen wird, nachdem in einem
vorausgegangenen Arbeitsschritt an vorgegebenen Positionen Durchgangslöcher
in das Kunststoffband eingebracht worden sind. Das Aufbringen
der Leiterbahnen und Kontaktflächen kann auf unterschiedliche Art und
Weise, beispielsweise durch einen Ätzprozess oder durch Aufbringen mittels
eines Siebdruckvorganges erfolgen.
Die aufgebrachten Kontaktflächen sind herkömmlich so angeordnet, dass sie
die Durchgangslöcher einseitig an der zur Außenkontaktierung vorgesehe
nen Seite überdecken, so dass an der den Kontaktflächen abgewandten
Seite des Kunststoffbandes, an der die IC-Bausteine in einem nachfolgen
den Arbeitsschritt festgelegt werden, mit Hilfe von Bonddrähten eine
Verbindung zwischen IC-Bausteinen und Kontaktflächen durch die Durch
gangslöcher des Kunststoffbandes hindurch, erfolgen kann.
Heutzutage in vielen Bereichen übliche Montageverfahren für IC-Bausteine
oder andere elektronische Bauelemente - wie beispielsweise die Flip-Chip-
Technik oder andere face-down-Montagetechnologien - erfordern eine so
genannte Durchkontaktierung der die Basis der Trägerelemente bildenden
Kunststoffschicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, für den Einsatz dieser
kostengünstigen Montagetechnologien ein Verfahren zur Herstellung der
dafür notwendigen Trägerelemente bereitzustellen, mit dem eine Durch
kontaktierung der verwendeten Kunststoffbänder möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der
Anschlussseite für den IC-Baustein die Durchgangslöcher mit einem leiten
den Randbereich versehen werden, und dass in einem anschließenden
Verfahrensschritt die Durchgangslöcher mit einer aushärtbaren Leitpaste
verfüllt werden. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung ist eine elektri
sche Verbindung der dem IC-Baustein abgewandten Seite des Kunststoff
bandes bzw. des hieraus erstellten Trägerelementes, auf der die Kontakt
flächen zur Außenkontaktierung liegen, und derjenigen Seite, an der der IC-
Baustein durch eine face-down-Montagetechnologie angeordnet wird, gege
ben, wobei die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kostengünstig und
zuverlässig durchgeführt werden können. Durch die Durchkontaktierung der
Trägerelemente und der daraus resultierenden Möglichkeit, face-down-
Montage-Techniken einzusetzen, ergibt sich für die mit dem erfindungs
gemäßen Verfahren hergestellten Trägerelemente ein geringst möglicher
Platz- und Höhenbedarf, da sich die Kontakte des IC-Bausteines oder ande
rer elektronischer Bauelemente direkt über den durchkontaktierten Kontakt
flächen befinden und somit die bislang übliche Verbindung der IC-Bausteine
mittels Bondverdrahtung entfallen kann. Darüber hinaus können durch das
neuartige Verfahren vorzugsweise Halbleiter als Chip-Sized-Package (CSP)
eingesetzt werden, wobei die Umverdrahtung der Anschlussflächen des
Halbleiters direkt auf diesem eine flexible Anordnung der diesbezüglichen
Anschlussflächen gestattet, und darüber hinaus ein üblicherweise für Flip-
Chip-Techniken notwendiger Underfiller entbehrlich ist. Die Umverdrahtung
der Chip-Sized-Package-Halbleiter ermöglicht es, die auf den Trägerele
menten vorhandenen Anschlussgeometrien, d. h. die Anordnung der
Kontaktflächen bei einem Wechsel auf andere Halbleiterbaustein-Varianten
beizubehalten. Die daraus resultierende Standardisierung in der Fertigung
ergibt bei der Gesamtherstellung der Produkte eine größere Flexibilität.
Besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben
sich zusammen mit der technischen Lehre des Anspruches 1 aus den Merk
malen der Unteransprüche.
Hierbei sieht eine besonders kostengünstige und zuverlässige Variante des
Verfahrens vor, dass die Verfüllung der Durchgangslöcher mit der aushärt
baren Leitpaste mittels eines Sieb-, Schablonen- oder Stempeldrucks bzw.
eines Dispensschnittes durchgeführt wird.
Die angesprochenen Druckvorgänge ermöglichen es darüber hinaus, unter
bestimmten Randbedingungen die Verfüllung der Durchgangslöcher und die
Erstellung des leitenden Randbereiches in einem gemeinsamen Druckvor
gang durchzuführen.
Eine zweckmäßige Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht darüber hinaus vor, mit der Herstellung der Durchkontaktierung durch
Einbringen der Leitpaste in die Durchgangslöcher auf derjenigen mit dem
leitenden Randbereich versehenen Flachseite des Trägerelementes die
durch eine Leiterbahn mit dem Randbereich verbundene Kontaktfläche für
den face-down montierten Halbleiter mit einem leitfähigen, über die Ober
fläche vorstehenden Bump zu versehen. In besonderen Fällen kann der
Bump direkt auf der Durchkontaktierung liegen. Mit diesem Verfahrensschritt
kann der üblicherweise separat auszuführende Schritt des Chip-Bumping
eingespart werden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von zwei unter
schiedlich bestückten Trägerelementen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1a, 1b Schnittdarstellungen durch zwei mittels des erfindungsge
mäßen Verfahrens hergestellte Trägerelemente im Bereich der
Durchkontaktierung vor dem Aufbringen eines elektronischen
Bauelementes und
Fig. 2: eine Schnittdarstellung durch ein Trägerelement im Bereich der
Durchkontaktierungen mit auf dem Trägerelement angeordne
tem IC-Baustein.
Ein mit dem neuartigen Verfahren hergestelltes Trägerelement - dargestellt
in Fig. 1 - besteht aus einem tragenden Kunststoffkörper 1, welcher zu
Beginn des Herstellungsverfahrens als Kunststoffbandrohmaterial vorliegt.
Das Kunststoffband wird in einem ersten Arbeitsgang mit Durchgangs
löchern 2 versehen. Anschließend wird das Folienband beidseitig mit Leiter
bahnen 3 und Kontaktflächen 4 versehen. Notwendig und neuartig für dieses
Verfahren ist die Ausbildung eines leitenden Randbereiches 5 an der der
Leiterbahn und den Kontaktflächen abgewandten Seite des Kunst
stoffkörpers. Die Aufbringung der Leiterbahnen 3, Kontaktflächen 4 und
leitfähigen Randbereich 5 kann durch Ätztechnik oder beispielsweise durch
ein Siebdruckverfahren erfolgen.
Ein nachfolgender Verfahrensschritt sieht dann vor, den Bereich des Durch
gangsloches 2 komplett mit einer aushärtbaren Leitpaste auszufüllen. Auf
diese Weise wird eine Durchkontaktierung des leitfähigen Randbereiches 5
auf einer Seite des Kunststoffkörpers mit der Kontaktfläche 4 auf der gegen
über liegenden Seite erreicht. Auf den Randbereich 5 bzw. angeschlossene
Kontaktflächen 4 lassen sich dann problemlos ein IC-Baustein oder andere
elektronische Halbleiterelemente mittels Face-Down-Montagetechniken
anordnen.
Entsprechend einer vorteilhaften Gestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann dieses durch einen weiteren Verfahrensschritt ergänzt
werden, der darin besteht, auf dem für die Kontaktierung mit dem IC-Bau
stein vorgesehenen Randbereich 5 mittig oder den angeschlossenen
Kontaktflächen einen Bump 6 aus Leitklebstoff anzubringen. Auf dem bereits
erstellten Bump kann der zugehörige Halbleiter positionsgenau angeordnet
und gleichzeitig elektrisch kontaktiert werden.
In der Fig. 2 ist ein erfindungsgemäß hergestelltes Trägerelement mit
aufgesetztem IC-Baustein 7 dargestellt. Bei dem IC-Baustein handelt es sich
um einen so genannten Chip-Sized-Package-Halbleiter (CSP), der an seiner
den Kunststoffkörper 1 des Trägerelementes zugewandten Seite eine On-
Chip-Umverdrahtung in Form mehrerer dünner miteinander korrespon
dierender Leiterbahnschichten aufweist, wodurch eine Änderung der
Anschlussflächenbelegung direkt auf dem Halbleiter erfolgt, was wiederum
eine flexible Anordnung der Anschlussflächen ergibt. Aus der Figur ist
darüber hinaus ersichtlich, dass der IC-Baustein 7 an den Kontaktstellen
zum Kunststoffkörper 1 des Trägerelementes eine Nickelschicht in Form
einer Under-Bump-Metallisierung 9 aufweist. Der IC-Baustein 7 wird, wie
dies aus der Fig. 2 deutlich wird, direkt unter Zwischenschaltung des aus
Leitkleber bestehenden Bumps 6 auf den Kunststoffkörper 1 des Trägerele
mentes aufgesetzt. Anzumerken ist hierbei, dass bei Verwendung von CSP-
Halbleitern auf einen üblicherweise erforderlichen Underfiller zur mecha
nischen und elektrischen Kontaktierungsabsicherung, wie sie bei Flip-Chip-
Montagetechniken eigentlich üblich ist, verzichtet werden kann, da die
verschiedenen Lagen der isolierenden und elektrisch leitenden Schichten
der CSP-Umverdrahtung 8 ausreichenden Schutz vor Ausfällen durch
thermo-mechanische Wechsellasten bietet.
1
Kunststoffkörper
2
Durchgangsloch
3
Leiterbahn
4
Kontaktfläche
5
leitfähiger Randbereich mit angeschlosse
ner Kontaktfläche
6
Bump
7
IC-Baustein
8
CSP-Umverdrahtung
9
Ni-Under-Bump-Metallisierung
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes für ein zum Ein
bau in Datenträgerkarten vorgesehenen IC-Baustein, wobei das
Trägerelement auf beiden Flachseiten aus einem leitenden Mate
rial bestehende Leiterbahnen und Kontaktflächen aufweist, die
mindestens auf der einen Flachseite zur Außenkontaktierung
vorgesehen sind, bei dem in ein Folienband Durchgangslöcher
eingestanzt werden, anschließend das Folienband beidseitig mit
den Leiterbahnen und Kontaktflächen versehen wird, wobei die
Kontaktflächen die Durchgangslöcher einseitig an der zur Außen
kontaktierung vorgesehenen Seite überdecken und abschließend
das Folienband in einzelne Trägerelemente geteilt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Anschlussseite für den IC-Baustein
(7) die Durchgangslöcher (2) mit einem leitenden Randbereich (5)
versehen werden und dass in einem anschließenden Verfah
rensschritt die Durchgangslöcher (2) mit einer aushärtbaren Leit
paste verfüllt werden.
2. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfüllung der Durchgangslöcher
(2) mit der Leitpaste durch Sieb-, Schablonen- oder
Stempeldruck bzw Dispensschnittes durchgeführt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfüllung der
Durchgangslöcher (2) und die Erstellung des leitenden Rand
bereiches (5) und einer entsprechenden Leiterbahnstruktur in
einem gemeinsamen Druckvorgang erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Durch
gangslöcher (2) eingebrachte Leitpaste an der mit dem leitenden
Randbereich (5) versehenen Flachseite des Trägerelementes mit
einem über die Oberfläche vorstehenden Bump (6) aus Leitkleb
stoff versehen wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfüllen
der Durchgangslöcher und das Aufbringen des leitfähigen Bumps
für die Chipkontaktierung auf den Randbereich (5) mittig oder den
angeschlossenen Kontaktflächen gleichzeitig in einem gemein
samen Verfahrensschritt erfolgt.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SAGEM ORGA GMBH, 33104 PADERBORN, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |