DE102005009164B4 - Contact pad with heater structure and method of making or operating the same - Google Patents

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Abstract

Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen (4) zwischen der Kontaktanschlussfläche (5) und einem elektrischen Verbindungselement, wobei die Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite (7) einer Komponente eines Halbleiterbauteils (9) oder eines Schaltungssubstrats angeordnet ist und eine das elektrische Verbindungselement (6) tragende obere Metalllage M(x) aufweist, und wobei die Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet ist und metallische Leiterbahnen (10, 11) aufweist, wobei die metallischen Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut ist, wobei die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) durch die Isolationslagen voneinander isolierte Metalllagen (M1 bis M(x)) sind, die im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung...Contact surface with Heater structure (1) for testing or attaching electrical connections (4) between the contact pad (5) and an electrical Connecting element, wherein the contact pad (5) on an upper side (7) a component of a semiconductor device (9) or a circuit substrate is arranged and a the electrical connection element (6) supporting upper metal layer M (x), and wherein the heater structure (1) electrically isolated from the contact pad (5) and adjacent to the Contact pad (5) is arranged and has metallic conductor tracks (10, 11), wherein the metallic conductor tracks (10, 11) of the heater structure (1) the contact pad (5) at their edges (12, 13, 14, 15) surrounded or meandering under the contact pad (5) are arranged, wherein the heater structure (1) of several layers Layer sequence of insulating layers and metal layers (M1 to M (x)) constructed is, wherein the conductor tracks (10, 11) of the heater structure (1) by the insulation layers insulated from each other metal layers (M1 to M (x)) are in the region of the contact pad (5) a stack of stacked contact terminals For education...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen zwischen der Kontaktanschlussfläche und einem elektrischen Verbindungselement. Ferner betrifft die Erfindung ein Halbleiterbauteil oder, das mindestens eine derartige Kontaktanschlussfläche aufweist und schließlich betrifft die Erfindung ein Schaltungssubstrat ein Verfahren zur Herstellung, ein Verfahren zum Betrieb und die Verwendung einer derartigen Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur.The The invention relates to a contact pad with a heater structure for Testing or attaching electrical connections between the contact pad and an electrical connection element. Furthermore, the invention relates a semiconductor device or having at least one such contact pad and finally the invention relates to a circuit substrate, a method of manufacturing, a method of operation and the use of such a contact pad with Heater structure.

Aus der US 2004/0435840 A1 und der US 5,700,987 A sind Heizerstrukturen zum Aufschmelzen von Lötverbindungen mit Flip-Chip-Kontakten bekannt. Die US 6,028,367 A offenbart ein von einer Struktur aus wärmeleitenden Ringen umgebenes Bondpad.From US 2004/0435840 A1 and the US 5,700,987 A Heater structures for melting solder joints with flip-chip contacts are known. The US 6,028,367 A discloses a bonding pad surrounded by a structure of thermally conductive rings.

Aus der Druckschrift US 5,951,893 A ist ein Heizerschaltkreis bekannt, der für Verbindungspunkte integrierter Schaltungen vorgesehen ist. Die Verbindungspunkte sind in diesem Fall Flächen, an die ein Bonddraht oder ein leitender Höcker zum Vorsehen elektrischer Verbindungen zu externen Anschlüssen an einen integrierten Schaltkreis gekoppelt ist. Diese Heizerschaltungen bestehen aus Polysilizium-Streifen, die Widerstandsheizelemente bilden. Sie sind geeignet, mit Gleichstrom Wechselstrom oder mit gepulstem Strom betrieben zu werden, um eine lokale Erhitzung an dem Verbindungspunkt derart zu erzeugen, dass Temperaturen, die 1.000 °C übersteigen, erreicht werden. Diese lokale Erhitzung an den Verbindungspunkten wird angelegt, um ein Verschmelzen der Kontakthöcker mit den Verbindungspunkten anderer Substrate zu erreichen.From the publication US 5,951,893 A. For example, a heater circuit is provided which is provided for connection points of integrated circuits. The connection points in this case are areas to which a bonding wire or a conductive bump for providing electrical connections to external terminals is coupled to an integrated circuit. These heater circuits are made of polysilicon strips that form resistance heating elements. They are capable of being powered by DC or pulsed current to produce local heating at the junction so as to reach temperatures in excess of 1000 ° C. This local heating at the connection points is applied in order to achieve fusion of the contact bumps with the connection points of other substrates.

Die Polysilizium-Streifen, die den ohmschen Heizwiderstand der bekannten Heizstruktur darstellen, sind von einer Siliziumdioxidschicht bedeckt, die gleichzeitig den Heizer von dem darauf angeordneten Material der Lothöcker isolieren. Beim Aufheizen des Polysilizium-Streifens auf Temperaturen über 1.000 °C schmilzt das Metall des Höckers und verbindet sich mit den Verbindungspunkten eines übergeordneten Schaltungssubstrats. Somit kann mit dieser bekannten Technik durch Anlegen einer Stromquelle an eine Heizerstruktur ein Halbleiterchip mit derartigen Kontaktanschlussflächen mit einem Schaltungssubstrat oberflächenmontiert werden, ohne dass eine zusätzliche Wärmezufuhr von außen durch einen Temperaturofen erforderlich ist. Der Nachteil der bekannten Heizerschaltungen aus Polysilizium ist darin zu sehen, dass ihre Anwendung mehr als begrenzt ist, zumal lediglich ein Schmelzverbinden mit entsprechenden Verbindungspunkten auf einem übergeordneten Schaltungssubstrat erreicht werden kann.The Polysilicon strip, the ohmic heating resistor of the known Heating structure are covered by a silicon dioxide layer, at the same time the heater of the material arranged thereon the solder bump isolate. When heating the polysilicon strip melts to temperatures above 1000 ° C. the metal of the hump and connects to the junctions of a parent Circuit substrate. Thus, with this known technique Applying a current source to a heater structure, a semiconductor chip with such contact pads with a circuit substrate surface mounted be without an extra heat from the outside is required by a temperature oven. The disadvantage of the known Heater circuits made of polysilicon can be seen in that their Application is more than limited, especially since only a fusion bonding with corresponding connection points on a parent circuit substrate can be achieved.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Polysiliziumlage immer unterhalb der Metallisierungslagen liegt und damit am weitesten entfernt von der aufzuheizenden Kontaktanschlussfläche ist. Zur lokalen Aufheizung einer elektrischen Verbindung ist das ungünstig, weil viel Wärme von den dazwischenliegenden Metalllagen seitlich abgeleitet wird.One Another disadvantage is that the polysilicon layer always below the metallization lies and thus furthest away from the heated contact pad is. For local heating An electrical connection is unfavorable because a lot of heat from the intermediate metal layers is derived laterally.

Es besteht jedoch der Bedarf, Kontaktanschlussflächen mit Heizerstrukturen zu realisieren, die zeitlich beschleunigte Lebensdauertests von Halbleiterkontaktierungen ermöglichen. Dabei werden Halbleiterbauteile, wie integrierte Schaltkreise oder Einzelhalbleiter oder Halbleiterchips, die auf ihrer Oberseite metallische Kontaktflächen aufweisen, in Langzeittests überprüft, wobei die Lebensdauertests dadurch verkürzt werden können, dass die Halbleiterbauteile in Öfen oder anderen Hochtemperaturboxen positioniert werden, um Alterungserscheinungen der Verbindung zwischen Kontaktflächen und anderen Schaltungen oder Spannungsversorgungen frühzeitig und verkürzt festzustellen.It However, there is a need for contact pads with heater structures realize the accelerated lifetime testing of semiconductor contacts enable. This semiconductor devices, such as integrated circuits or Single semiconductors or semiconductor chips, metallic on their upper side contact surfaces , tested in long-term tests, wherein the lifetime tests can be shortened by that the semiconductor components in ovens or other high-temperature boxes are positioned to prevent aging the connection between contact surfaces and other circuits or power supplies early and shortened determine.

Die zu prüfenden Kontaktflächen bestehen aus einem Metall der obersten Metallisierung der jeweiligen Halbleiterbauteiltechnik, d.h. aus Aluminium oder Kupfer bzw. aus deren Legierungen mit einem hohen Anteil dieser Metalle. Dabei erfolgt die elektrische Verbindung nach außen mit Hilfe dünner metallischer Bonddrähte aus Aluminium, Gold, Kupfer oder Legierungen derselben. Beim Verbinden mit der Kontaktfläche wird der Bolddraht auf die Kontaktfläche gepresst, und durch thermische und/oder mechanische Einwirkung auf die Grenzfläche zwischen Metalldraht und Kontaktfläche entsteht eine intermetallische Zone, die den festen, dauerhaften Bondkontakt herstellt.The to be tested contact surfaces consist of a metal of the top metallization of each Semiconductor device technology, i. made of aluminum or copper or out their alloys with a high proportion of these metals. This takes place the electrical connection to the outside with the help of thin metallic Bond wires of aluminum, gold, copper or alloys thereof. When connecting with the contact surface the bold wire is pressed onto the contact surface, and by thermal and / or mechanical action on the interface between metal wire and contact area creates an intermetallic zone, which is the solid, permanent Bonding produces.

Neben der Bonddrahttechnologie hat sich auch eine Flipchip-Montagetechnologie bewährt, bei der die Kontaktflächen der Halbleiterchips bereits mit Höckern aus Lotmaterial oder anderen Metallen bestückt sind und diese dann in einer Oberflächenmontage auf entsprechende Kontaktanschlussflächen eines übergeordneten Schaltungssubstrats aufgebracht werden. Das Schaltungssubstrat besteht meistens aus organischen Materialien, wie einer metallkaschierten, faserverstärkten Epoxidharzplatte, oder aus anorganischen Materialien, wie Keramikplatten. Ist der Metallhöcker oder der Flipchip-Kontakt auf der Halbleiterkontaktfläche aus einem festen Metall, wie z.B. aus galvanisch abgeschiedenem Gold oder aus einem gebondeten Golddraht erzeugt worden, so wird der elektrische Kontakt zur Kontaktanschlussfläche des Schaltungssubstrats über Andruck und Reibschweißung hergestellt.Next Bonding wire technology has also become a flip-chip mounting technology proven, at the contact surfaces the semiconductor chips already with bumps of solder or other metals are and then in a surface mount on appropriate Contact pads a parent Circuit substrates are applied. The circuit substrate is mostly from organic materials, such as a metal-clad, fiber-reinforced epoxy resin plate, or made of inorganic materials, such as ceramic plates. Is the metal bump or the flip-chip contact on the solid-state semiconductor contact pad, such as. made of electrodeposited gold or a bonded one Gold wire has been generated, the electrical contact to the contact pad of the Circuit substrate over Pressure and friction welding produced.

Bei der am häufigsten angewandten Flipchip-Montagetechnik ist jedoch der Flipchip-Kontakt ein Metallhöcker aus einem Lot, das aufgeschmolzen wird und so nach Abkühlung die feste elektrische und mechanische Verbindung zum übergeordneten Schaltungssubstrat mittels Oberflächenmontage herstellt. Da jedoch das Lotmaterial nicht auf Aluminiumkontaktflächen des Halbleiterchips haftet, müssen vorher diese Kontaktflächen des Halbleiterchips mit Metalllagen wie z.B. Metallbeschichtungen aus NiAu beschichtet werden, die von dem Lotmaterial benetzbar sind. Diese so genannte Under-Bump-Metallisierung (UBM) ist für die Haftung und die Lebensdauer der Kontaktierung von entscheidender Bedeutung. So ist die Goldauflage der Beschichtung wichtig für den Oxidschutz, da bei dem Auflöten in der Flipchip-Montagetechnik kein Flussmittel eingesetzt werden kann, wie bei einem normalen Lötvorgang.However, in the most commonly used flip-chip mounting technique, the flip-chip contact is a metal bump of a solder that has been fused is made after cooling so the fixed electrical and mechanical connection to the parent circuit substrate by means of surface mounting. However, since the solder material does not adhere to aluminum contact surfaces of the semiconductor chip, these contact surfaces of the semiconductor chip must first be coated with metal layers such as metal coatings of NiAu which are wettable by the solder material. This so-called under-bump metallization (UBM) is crucial for adhesion and contact lifetime. Thus, the gold plating of the coating is important for the oxide protection, since during the soldering in the flip-chip mounting technology no flux can be used, as in a normal soldering.

Jedoch unabhängig davon, ob der Kontakt zum Halbleiter durch Drahtbonden oder durch Flipchip-Kontaktlöten hergestellt wird, hängen die Qualität und die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung von der Entstehung und den Eigenschaften intermetallischer Phasen an der Grenzfläche der zwei aufeinander liegenden Metalle ab, wobei Diffusion und Kristallisation entscheidende Einflussgrößen sind. Beide Einflussgrößen sind temperaturabhängig. Fällt jedoch ein Kontakt aus, so fällt das ganze Bauteil aus, was bei zunehmendem Kontakt eine höhere Zuverlässigkeit der Einzelkontakte erforderlich macht.however independently of whether the contact to the semiconductor by wire bonding or through Flip-contact soldering is produced, hang the quality and the reliability the electrical connection of the genesis and the properties intermetallic phases at the interface of the two superimposed Metals, with diffusion and crystallization are crucial factors. Both factors are temperature dependent. But it falls a contact is out, so falls the whole component, resulting in higher reliability with increasing contact the individual contacts required.

Die zu erwartende Kontaktlebensdauer eines Halbleiterbauteils oder auch einer ganzen Technologie mit demselben Kontaktaufbau ist von entscheidender Bedeutung für eine Technologie und muss durch entsprechende Tests ermittelt werden, bei denen das Auftreten von temperaturabhängigen Fehlermechanismen durch Temperaturüberhöhung gegenüber der geplanten Betriebstemperatur beschleunigt wird. Dabei werden Hochtemperaturlagerungen ohne und mit Stromfluss durch die zu untersuchenden Kontakte durchgeführt. Diese Untersuchungen finden wie oben bereits erwähnt in so genannten "Burn-In-Öfen", und zwar im Allgemeinen bei mehreren unterschiedlichen Temperaturen, statt, um eine Aktivierungsenergie für einen zu untersuchenden Fehlermechanismus herauszufinden.The expected contact life of a semiconductor device or also a whole technology with the same contact setup is more crucial Meaning of a technology and must be determined by appropriate tests at the occurrence of temperature-dependent error mechanisms by Temperature increase compared to the planned operating temperature is accelerated. This will be high-temperature bearings carried out with and without current flow through the contacts to be examined. These Investigations as mentioned above in so-called "burn-in ovens", in general several different temperatures, instead of an activation energy for one to find out the error mechanism to be investigated.

Diese unterschiedlichen Temperaturen erfordern bei herkömmlichen Tests mehrere Öfen, wodurch der Testaufwand beträchtlich wird. Unter der Voraussetzung, dass dieser Fehlermechanismus unverändert bestehen bleibt, was durch Analysen und Tests zu prüfen ist, gilt für derartige Tests die nachfolgende Gesetzmäßigkeit: Je höher die Kontakttemperatur, desto größer der Beschleunigungsfaktor und desto schneller kann ein Lebensdauertest durchgeführt werden. Wo dieses möglich ist, sind deshalb hohe Kontakttemperaturen für derartige Tests anzustreben. Bei zu hoher Temperatur können jedoch andere Teile und Funktionen des Bauteils nachteilig beeinträchtigt, beschädigt oder gar zerstört werden. Insbesondere organische Materialien, wie Klebersubstrate, Pressmassen des Bauteilgehäuses, Beschichtungen am und im Bauteil selbst, aber auch gegebenenfalls die Testleiterplatte selbst dürfen nur begrenzten Testtemperaturen in den Öfen für derartige Lebensdauertests ausgesetzt werden.These different temperatures require conventional Tests several ovens, whereby the test effort considerably becomes. Assuming that this failure mechanism is unchanged what remains to be tested by analysis and testing is valid for such Tests the following regularity: The higher the contact temperature, the greater the Acceleration factor and the faster a life test carried out become. Where this possible Therefore, high contact temperatures for such tests are desirable. At too high a temperature can but adversely affects other parts and functions of the component, damaged or even destroyed become. In particular, organic materials, such as adhesive substrates, Molding compounds of the component housing, Coatings on and in the component itself, but also optionally the test board itself allowed only limited test temperatures in the furnaces for such life tests get abandoned.

Bei den so genannten "Chipcards" und Bauteilen der Optoelektronik können Grenztemperaturen bereits unter 100 °C liegen, die bei diesen Lebensdauertests nicht überschritten werden dürfen. Bei Standardbauteilen liegt dieser Grenzbereich der Testtemperaturen zwischen 150 °C und 200 °C, der ebenfalls nicht überschritten werden sollte. Besonders problematisch erweisen sich bei derartigen Lebensdauertests Bauteile für den Hochtemperatureinsatz, die ohnehin bei Betriebstemperaturen an der Temperaturobergrenze der eingesetzten Materialien arbeiten. Hier kann ein Lebensdauertest wegen der fehlenden Erhöhungsmöglichkeit kaum oder auch gar nicht verkürzt werden. Das bedeutet praktisch, dass Lebensdauertests von entsprechenden Kontaktanschlüssen nicht möglich sind.at the so-called "chip cards" and components of the Optoelectronics can Limit temperatures already below 100 ° C, in these life tests not exceeded be allowed to. For standard components, this limit lies in the test temperatures between 150 ° C and 200 ° C, which also not exceeded should be. Particularly problematic prove in such Lifetime tests components for the high-temperature use, anyway at operating temperatures working at the upper temperature limit of the materials used. Here is a life test because of the lack of increase possibility hardly or not at all shortened become. This practically means that lifetime tests of appropriate contact terminals not possible are.

Neben der Problematik der Grenzen für Lebensdauertests besteht auch ein Bedarf, die Flipchip-Kontakthöcker-Ermüdung festzustellen. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Dehnung von Halbleiter und Substrat wird bei thermischer Zyklenbelastung der Lothöcker bei Flipchip-Kontakten plastisch verformt, was nach einer gewissen Zyklenzahl zur Ermüdung des Materials und damit zu Ermüdungsrissen oder Mikrorissen in der elektrischen Verbindung führt. Der Risseinsatz und der Rissfortschritt wird von der Kristallgröße und der Kristallform in dem Lot beeinflusst. Die Kristallstruktur ist bei den neu einzuführenden bleifreien Loten besonders kritisch.Next the problem of borders for Endurance tests also have a need to determine the flip-chip contact bump fatigue. Due to the different thermal expansion of semiconductors and substrate becomes involved in thermal cycling of the solder bumps Flipchip contacts plastically deformed, which after a certain number of cycles to fatigue of the material and thus to fatigue cracks or microcracks in the electrical connection. Of the Crack usage and crack propagation will depend on the crystal size and the Crystal shape influenced in the solder. The crystal structure is at the new to be introduced lead-free solders particularly critical.

Die Korngröße ist von der Erstarrungsgeschwindigkeit des Lotes abhängig. Die Erzielung einer optimalen Korngröße für ein Lot kann folglich die Temperatur-Zyklenlebensdauer der Kontakte deutlich beeinflussen. Hier entsteht der Bedarf einer geeigneten Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zur Optimierung der Korngrößen. Ein weiteres Problem ist die Elektromigration bei lokal erhöhten Temperaturen. Die Kontaktflächen können bei erhöhter Temperatur und bei einem hohen Stromfluss elektromigrieren. Bei einem derartigen Test ist die Kontaktflächentemperatur zu erhöhen, um die Elektromigra tion zu beschleunigen und bei gleichzeitigem Stromfluss durch die Kontakte festzustellen.The Grain size is from depending on the solidification rate of the solder. Achieving an optimal Grain size for a lot Consequently, the temperature-cycle life of the contacts can be marked influence. Here arises the need for a suitable contact pad with Heater structure for optimizing grain sizes. Another problem is electromigration at locally elevated temperatures. The contact surfaces can at elevated temperature and electromigrate at a high current flow. In such a Test is the contact surface temperature to increase, to accelerate the electromag- onation and at the same time Determine current flow through the contacts.

Die oben erwähnten Untersuchungen werden vorzugsweise bei hinreichend niedrigen Temperaturen in unterschiedlichen Öfen getestet, womit ein erheblicher Einsatz an Zeit und Ofenkapazität verbunden ist. Auch gibt es noch keine Lösung, wie beschleunigte Lebensdauertests an Bauteilen durchführbar sind, die mit ihrer Betriebstemperatur an der oberen Temperaturgrenze für Halbleiterbauteile arbeiten. Schließlich besteht ein Bedarf, mit Hilfe von Temperaturversuchszyklen die Entwicklung von Lötprozessen derart zu optimieren, dass ein Höchstmaß an Qualität erzielt wird. Schließlich besteht ein weiterer Bedarf darin, dass Elektromigrationstests schneller und kostengünstiger durchführbar werden.The above-mentioned tests are preferably tested at sufficiently low temperatures in different furnaces, which requires a considerable amount of time and furnace capacity. Also, there is still no solution, such as accelerated life tests on components through are feasible with their operating temperature at the upper temperature limit for semiconductor devices. Finally, there is a need to optimize the development of soldering processes with the help of temperature test cycles in such a way that a maximum of quality is achieved. Finally, there is a further need for electromigration testing to become faster and less expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obigen Testprobleme und Verbindungsprobleme zu lösen und eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei dem weitestgehend auf den bisherigen Einsatz verschiedener Spezialöfen bei Montage und/oder Test verzichtet werden kann.task The invention is the above test problems and connection problems to solve and to provide a device and a method in which as far as possible on the previous use of various special ovens during assembly and / or test can be waived.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved with the subject matter of the independent claims. advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Kontaktanschlussfläche mit Heizvorrichtung zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen zwischen der Kontaktanschlussfläche und einem elektrischen Verbindungselement vorgeschlagen. Dabei ist die Kontaktanschlussfläche auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats angeordnet. Die Kontaktanschlussfläche weist eine das elektrische Verbin dungselement tragende obere Metalllage auf. Die Heizerstruktur der erfindungsgemäßen Kontaktanschlussfläche ist von dieser elektrisch isoliert und benachbart zu dieser Kontaktanschlussfläche auf der Oberseite der Komponente des Halbleiterbauteils angeordnet und weist metallische Leiterbahnen auf. Die metallischen Leiterbahnen der Heizerstruktur umgeben die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern oder sind mäanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche angeordnet. Die Heizerstruktur ist mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen von M1 bis M(x) aufgebaut, wobei die Leiterbahnen der Heizerstruktur durch Isolationslagen voneinander isoliert sind und über entsprechende Durchkontakte in Serie geschaltet sein können. Das hat den Vorteil, dass beliebig hochohmige Heizerstrukturen in unmittelbarer Umgebung der Kontaktanschlussflächen verwirklicht werden können. Dabei bilden die einzelnen Lagen im Bereich der Kontaktanschlussfläche einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche.According to the invention is a Contact pad with heater for testing or attaching electrical connections between the contact pad and proposed an electrical connection element. It is the contact pad on an upper side of a component of a semiconductor device or a circuit substrate. The contact pad faces a the electrical connec tion element bearing upper metal layer on. The heater structure of the contact pad according to the invention is electrically isolated from and adjacent to this contact pad on the top of the component of the semiconductor device is arranged and has metallic tracks. The metallic tracks The heater structure surrounds the contact pad at its edges or are meandering below the contact pad arranged. The heater structure is multi-layered from a sequence of layers composed of insulating layers and metal layers of M1 to M (x), wherein insulated the conductor tracks of the heater structure by insulation layers from each other are and about corresponding vias can be connected in series. The has the advantage that any high-impedance heater structures in the immediate Environment of the contact pads realized can be. The individual layers in the area of the contact connection surface form one Stack of one over the other arranged contact terminals for forming the contact pad.

Diese Heizerstruktur der Kontaktanschlussflächen hat den Vorteil, dass die metallischen Leiterbahnen mit der oberen Metalllage M(x), die bei der Herstellung integrierter Schaltkreise üblich ist, hergestellt werden kann, so weit die Leiterbahnen die Kontaktfläche in ihrem Randbereich umgeben. Mäanderförmige Leiterbahnen der Heizerstruktur, die unterhalb der Kontaktanschlussfläche angeordnet sind, können in vorteilhafter Weise mit der vorletzten Metalllage M(x-1) bei der Fertigung von Halbleiterchips auf einem Halbleiterwafer vorgesehen werden. Somit erfordert die erfindungsgemäße Heizerstruktur keine besonderen Maßnahmen und es können Fertigungstechniken eingesetzt werden, die für die Herstellung von integrierten Schaltungen sowieso auf einem Halbleiterwafer durchzuführen sind. Dieses ist insbesondere ein fertigungstechnischer und kostenmäßiger Vorteil.These Heater structure of the contact pads has the advantage that the metallic interconnects with the upper metal layer M (x), the is customary in the manufacture of integrated circuits can, as far as the tracks surround the contact surface in its edge region. Meandering tracks the heater structure, which is arranged below the contact pad are, can advantageously with the penultimate metal layer M (x-1) at the production of semiconductor chips provided on a semiconductor wafer become. Thus, the heater structure according to the invention requires no special activities and it can Manufacturing techniques are used for the production of integrated Circuits anyway to be performed on a semiconductor wafer. This is in particular a production engineering and cost advantage.

Darüber hinaus hat die Heizerstruktur der Kontaktanschlussflächen den Vorteil, dass sämtliche oben erwähnte problematische Testaufgaben für kritische Metallverbindungen in einem Halbleiterbauteil mit verkürzter Testdauer durchgeführt werden können. Außerdem können nun auch metallische Verbindungen in Halbleiterbauteilen, die mit ihrer Betriebstemperatur an der Grenze des zulässigen Temperaturbereichs zwischen 150 °C und 200 °C arbeiten, verkürzt getestet werden, da mit Hilfe der Heizerstruktur lokal lediglich der Kontaktanschlussflächenbereich aufgeheizt werden kann, ohne das gesamte Halbleiterbauteil einer höheren und damit schädigenden Temperaturbelastung auszusetzen.Furthermore the heater structure of the contact pads has the advantage that all above mentioned problematic testing tasks for critical metal compounds in a semiconductor device with a shortened test duration carried out can be. Furthermore can now also metallic compounds in semiconductor devices, with their operating temperature at the limit of the permissible temperature range between 150 ° C and 200 ° C, shortened tested be, because with the help of the heater structure locally only the contact pad area can be heated without the entire semiconductor device a higher and thus damaging Exposure to temperature.

Die filigrane Struktur zum Aufheizen von Kontaktanschlussflächen, die der erfindungsgemäße Heizer aufweist, trägt darüber hinaus dazu bei, dass sehr differenziert lokale Überhitzungen eingestellt werden können, ohne dass die einmal hergestellte Fügestelle zwischen den Metallen zerstört oder aufgeschmolzen wird, wie es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Polysilizium-Heizer gemäß US 5,951,893 der Fall ist, der eine Aufheiztemperatur erzeugt, die über 1.000 °C liegt und ein Aufschmelzen von Verbindungsmetallen bewirken soll.The filigree structure for heating contact pads, which has the heater according to the invention, also contributes to the fact that very differentiated local overheating can be adjusted without the once produced joint between the metals is destroyed or melted, as in the case of the stand known in the art polysilicon heater according to US 5,951,893 the case is that produces a heating temperature that is above 1000 ° C and should cause melting of bonding metals.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur sowohl metallische Leiterbahnen, welche die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern umgeben, als auch mäanderförmige Leiterbahnen auf, die unter der Kontaktanschlussfläche angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird von vornherein eine intensive und gleichmäßige Aufheizung der Kontaktanschlussfläche in vorteilhafter Weise vorgesehen. Voraussetzung für einen derartigen Heizer ist jedoch, dass sowohl die oberste Metallschicht M(x) als auch die vorletzte Metallschicht M(x-1) entsprechend im Bereich der Kontaktanschlussflächen strukturiert wird.In a preferred embodiment invention, the heater structure has both metallic interconnects, which the contact pad at their edges surrounded, as well as meandering tracks on, which are arranged under the contact pad. At this embodiment The invention is from the outset an intense and uniform heating the contact pad provided in an advantageous manner. Prerequisite for one However, such a heater is that both the topmost metal layer M (x) and the penultimate metal layer M (x-1) corresponding in the area the contact pads is structured.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Komponente eines Halbleiterbauteils ein Halbleiterchip, ein Verdrahtungssubstrat, eine Chipkarte oder ein Halbleiterbauteilträger vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, Kontaktanschlussflächen auf sämtlichen Komponenten, die ein Halbleiterbauteil ausmachen, vorzusehen.In a further embodiment of the invention, a semiconductor chip, a wiring substrate, a chip card or a semiconductor component carrier is provided as a component of a semiconductor component. With this embodiment of the invention, it is possible to contact pads on all Provide components that make up a semiconductor device.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Schaltungssubstrat eine Leiterplatte oder eine Keramikplatte mit entsprechender Verdrahtungsstruktur Kontaktanschlussflächen mit Heizerstruktur aufweisen. In diesem Fall können Halbleiterbauteile herkömmlicher Bauart mit herkömmlichen Kontaktanschlussflächen und metallischen Verbindungen getestet werden, während die Schaltungssubstrate, auf denen derartige konventionelle Halbleiterbauteile aufgebracht sind, mit Heizerstrukturen versehen sind, so dass eine Möglichkeit gegeben ist, die einleitend aufgeführten unterschiedlichen Lebensdauertests mittels lokaler Erwärmung über das entsprechend ausgestattete Schaltungssubstrat zu bewirken oder Oberflächenmontagen auf dem Schaltungssubstrat durchzuführen.In a further embodiment The invention provides that as a circuit substrate a Printed circuit board or a ceramic plate with corresponding wiring structure Contact pads having heater structure. In this case, semiconductor devices can be more conventional Type with conventional Contact pads and metallic compounds while the circuit substrates, on which such conventional semiconductor devices applied are, are provided with heater structures, so given a possibility is listed in the introduction different lifetime tests by means of local warming over the effect correspondingly equipped circuit substrate or surface mount on the circuit substrate.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Verbindungselement zu der Kontaktanschlussfläche ein Flipchip-Kontakt, ein Bonddraht oder ein Metallhöcker oder ein Lotball vorgesehen. Die Heizerstruktur der Kontaktanschlussfläche ist somit geeignet, die unterschiedlichsten Verbindungselemente in einem verkürzten Lebensdauertest zu untersuchen und Feh lermechanismen unterschiedlichster Metallkombinationen zwischen Kontaktanschlussflächen und den Verbindungselementen zu untersuchen und festzustellen.In a further embodiment The invention is used as a connecting element to the contact pad Flip-contact, a bonding wire or a metal bump or a solder ball provided. The heater structure of the contact pad is thus suitable, the most diverse fasteners in one shortened To investigate lifetime test and error mechanisms of different Metal combinations between contact pads and the connecting elements to investigate and determine.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur Leiterbahnpaare auf, welche die Kontaktanschlussflächen umgeben. Diese Leiterbahnpaare bestehen aus einer Hin- und einer Rückleitung, die aus der obersten Metalllage M(x) gebildet werden und die jeweilige Kontaktanschlussflächen umrunden. Dabei ist es möglich, dass nicht nur ein Leiterbahnpaar die Kontaktanschlussfläche umgibt, sondern mehrere derartige Leiterbahnpaare zum Aufheizen der Kontaktanschlussfläche benachbart zu der Kontaktanschlussfläche angeordnet werden. Je weiter jedoch ein derartiges Leitungspaar von der Kontaktanschlussfläche entfernt ist, desto geringer wird die lokale Aufheizwirkung dieser Heizerstruktur ausfallen.In a further preferred embodiment The invention has the heater structure conductor pairs, which Surround the contact pads. These interconnect pairs consist of a forward and a return line, which are formed from the uppermost metal layer M (x) and encircle the respective contact pads. It is possible that not only a conductor track surrounds the contact pad, but a plurality of such pairs of interconnects for heating the contact pad adjacent to the contact pad to be ordered. The further, however, such a pair of wires removed from the contact pad is, the lower the local heating effect of this heater structure fail.

Die unterschiedlichen Metalllagen M1 bis M(x) werden im Bereich der Kontaktanschlussflächen zu einem Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zusammengeführt. Mit derartigen gestapelten Kontaktanschlüssen werden verstärkte Metalldicken für die Kontaktanschlussflächen erreicht, um beispielsweise für Versorgungsströme einen größeren Querschnitt zur Verfügung zu stellen.The different metal layers M1 to M (x) are in the range of Contact pads to a stack of one over the other arranged contact terminals merged. With such stacked contact terminals are reinforced metal thicknesses for the Reached contact pads, for example for Supply currents one larger cross-section to disposal to deliver.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Heizerstruktur Versorgungsanschlüsse für eine Stromversorgung auf, über welche die Heizerstruktur mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden werden kann. Dazu können auch Versorgungsanschlüsse mehrerer Heizerstrukturen entsprechender Kontaktanschlussflächen eines Halbleiterbauteils in Reihe geschaltet sein. Durch diese Serienschaltung wird erreicht, dass alle Kontaktanschlussflächen eines Halbleiterchips oder einer Halbleiterbauteilkomponente, die mit einer derartigen Heizerstruktur ausgestattet sind, über zwei Außenanschlüsse des Halbleiterbauteils mit Heizstrom versorgt werden können.In a further embodiment According to the invention, the heater structure has supply terminals for a power supply up, over which connects the heater structure to a corresponding power source can be. Can do this also supply connections a plurality of heater structures corresponding contact pads of a Semiconductor device to be connected in series. Through this series connection is achieved that all contact pads of a semiconductor chip or a semiconductor device component associated with such Heater structure are equipped, via two external connections of the semiconductor device can be supplied with heating current.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht nur auf Kontaktflächen mit Heizerstruktur selbst, sondern auch auf Halblei terchips, Verdrahtungssubstrate, Halbleiterbauteilträger oder Chipkarten, die mit einer derartigen Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur ausgestattet sind. Außerdem bezieht sich die Erfindung auch auf Halbleiterbauteile und Schaltungssubstrate, die mindestens eine Kontaktanschlussfläche gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen.The The present invention does not only relate to contact surfaces Heater structure itself, but also on semiconductor chips, wiring substrates, Semiconductor component carrier or smart cards with such a contact pad with Heater structure are equipped. In addition, the invention relates also on semiconductor devices and circuit substrates, at least a contact pad according to the present Invention have.

Ein Verfahren zur Herstellung oder zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zum Testen von elektrischen Verbindungen weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Kontaktanschlussfläche auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats vorgesehen. Für die vorgesehene Kontaktanschlussfläche wird die obere Metalllage M(x) einer Halbleiterbauteilkomponente oder eines Schaltungsträgers derart strukturiert, dass eine Heizerstruktur elektrisch isoliert von der vorgesehenen Kontaktanschlussfläche und benachbart zu dieser Kontaktanschlussfläche in dieser obersten Metalllage M(x) derart angeordnet wird, dass metallische Leiterbahnen der Heizerstruktur die Kontaktanschlussfläche an ihren Rändern umgeben oder mäanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche mit Hilfe einer Strukturierung der vorletzten Metalllage M(x-1) angeordnet werden.One Method for producing or operating a contact pad with Heater structure for testing electrical connections has the following Procedural steps on. First becomes a contact pad on an upper side of a component of a semiconductor device or a circuit substrate. For the intended contact pad is the upper metal layer M (x) of a semiconductor device component or a circuit carrier structured such that a heater structure electrically isolated from the intended contact pad and adjacent to this contact pad in this top metal layer M (x) is arranged such that metallic Tracks of the heater structure the contact pad to their edges surrounded or meandering below the contact pad with the help of a structuring of the penultimate metal layer M (x-1) to be ordered.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass lediglich die Metallisierungsmasken für die entsprechenden Metalllagen M(x) bzw. M(x-1) minimal im Bereich der Kontaktanschlussflächen zu ändern sind, um eine Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur zu realisieren.This Method has the advantage that only the metallization masks for the corresponding metal layers M (x) and M (x-1) minimally in the Contact pads to change are to a contact pad to realize with heater structure.

In einer weiteren bevorzugten Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer Heizerstruktur werden die Leiterbahnen dieser Heizerstruktur sowohl um eine Kontaktfläche herumgelegt als auch mäanderförmig unterhalb der Kontaktfläche angeordnet. Bei dieser Verfahrensvariante wird praktisch die Kontaktanschlussfläche von unten und von der Seite durch die Heizerstruktur aufgeheizt.In a further preferred implementation of the method for the preparation a heater structure are the tracks of this heater structure both around a contact surface wrapped around as well as meandering below the contact surface arranged. In this process variant is practically the contact pad of heated down and from the side by the heater structure.

In einer weiteren Durchführungsform des Verfahrens werden in jeder der Metalllagen M1 bis M(x) auf der Oberseite eines Halbleiterchips Heizerstrukturen vorgesehen, die benachbart zu einer Kontaktanschlussfläche angeordnet werden, so dass damit eine gestapelte Halbleiterstruktur gebildet wird.In another embodiment of the In each of the metal layers M1 to M (x) on the upper side of a semiconductor chip, the method provides for heater structures which are arranged adjacent to a contact pad, so that a stacked semiconductor structure is formed therewith.

Um eine mäanderförmige Strukturierung der Leiterbahnen zu sichern, werden selektive Metallbeschichtungsverfahren mit entsprechenden Masken verwendet. Dazu werden die in der Halbleiterfertigungstechnik bewährten photolithographischen Schritte durchgeführt.Around a meandering structuring To secure the tracks, are selective metal coating process used with appropriate masks. These are used in semiconductor manufacturing technology proven Photolithographic steps performed.

In einer weiteren Durchführungsform des Verfahrens werden die Leiterbahnen der Heizerstruktur derart ausgelegt, dass die Kontaktanschlussflächen eine lokal und zeitlich begrenzte Temperatur im Bereich von 100 °C bis 600 °C erreichen. Vorzugsweise wird eine Temperatur zwischen 100 °C und 250 °C im Betrieb vorgesehen. Diese Temperaturbereiche haben den Vorteil, dass bei Lebensdauertests die Testdauer einerseits stark verkürzt werden kann, aber auch andererseits die Halbleiterbauteile bzw. die Halbleiterbauteilkomponenten weder zerstört noch beschädigt werden.In another implementation of the method become the conductor tracks of the heater structure in such a way designed that the contact pads one locally and temporally reach a limited temperature in the range of 100 ° C to 600 ° C. Preferably a temperature between 100 ° C and 250 ° C provided during operation. These temperature ranges have the advantage that during lifetime tests, the test duration on the one hand greatly reduced can, but also on the other hand, the semiconductor devices or the semiconductor device components neither destroyed nor damaged become.

In einem weiteren Verfahrensbeispiel werden die Kontaktflächen mit Heizerstruktur für Alterungsprüfungen elektrischer Verbindungselemente der Halbleitertechnik eingesetzt oder für thermische Zyklenprüfungen elektrischer Verbindungselemente verwendet. Schließlich werden die Heizerstrukturen auch ein gesetzt, um ein Anbringen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteilen auf entsprechend übergeordneten Schaltungsplatinen zu erleichtern. Dazu kann die Heizerstruktur der Kontaktflächen mit Stromimpulsen, mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom versorgt werden. Diese Stromversorgung kann mit der Spannungsversorgung des Halbleiterbauteils gekoppelt sein oder auch einen unabhängigen Heizerstromversorgungsschaltkreis umfassen.In Another example of the method is the contact surfaces with Heater structure for aging tests used electrical connectors of semiconductor technology or for thermal cycle tests electrical connection elements used. Finally The heater structures also set up to attach surface mountable Semiconductor components on corresponding parent circuit boards to facilitate. For this purpose, the heater structure of the contact surfaces with current pulses, be supplied with direct current or with alternating current. This power supply can be coupled to the power supply of the semiconductor device or an independent one Heater power supply circuit include.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Lösung metallische Leiterbahnstrukturen in den obersten Metallisierungsebenen der Halbleiterbauelemente als Heizelemente neben und unter den einzelnen Kontaktanschlussflächen an der Oberseite der Komponenten von Halbleiterbauteilen vorsieht. Diese zusätzlichen metallischen Leiterbahnheizstrukturen können in jedem Standardprozess ohne zusätzliche Prozessschritte in der Halbleitertechnologie hergestellt werden. Durch die in Dauer und Stromstärke frei wählbaren Stromimpulse dieser Heizerelemente können die Kontakte zeitlich und lokal begrenzt auf höhere Temperaturen gebracht werden als die von den Kontaktflächen entfernteren temperaturempfindlichen Teile des Halbleiterbauteils. Die Beheizung kann durch eine separate Stromversorgung unabhängig von der übrigen Beschaltung gestaltet werden, so dass z.B. für Elektromigrationstests auch ein Strom durch die Kontaktanschlussflächen fließen kann, während die Kontaktanschlussfläche über die Heizerstruktur auf höhere Temperatur gebracht wird.In summary It should be noted that the inventive solution metallic interconnect structures in the top metallization levels of the semiconductor devices as heating elements next to and below the individual contact pads the top of the components of semiconductor devices provides. This extra Metallic trace heating structures can be used in any standard process without additional Process steps are produced in the semiconductor technology. By in duration and amperage freely selectable Current pulses of these heater elements, the contacts in time and locally limited to higher ones Temperatures are brought as the more remote from the contact surfaces temperature-sensitive parts of the semiconductor device. The heating can be powered by a separate power supply regardless of the rest of the wiring be designed so that e.g. for electromigration tests Also, a current can flow through the contact pads, while the contact pad on the Heater structure to higher Temperature is brought.

Somit ergeben sich die nachfolgenden Vorteile.

  • 1. In Bezug auf Flipchip-Kontakte: Bei der Flipchip-Montage kann die Korngröße durch die Heizerstrukturen mittels Aufheiz- und Abkühlvorgängen beeinflusst werden, da nach der ersten Lötung der Lötbälle durch lokal begrenzte Heizimpulse eine Rekristallisation und eine dann beliebig steuerbare Abkühlung erfolgen kann, so dass bei sehr schneller Abkühlung eine feinere Kornstruktur des Lotmaterials erhalten wird. Ein schnelles Abkühlen ist in einem Durchlaufofen mit entsprechend thermischer Trägheit und bei Erhitzung des ganzen Halbleiterchips und dem Package nicht realisierbar. Der Heizimpuls direkt an der Kontaktanschlussfläche kann auf die jeweilige Bauteilmasse in vorteilhafter Weise abgestimmt werden.
  • 2. Eine Reparatur ist z.B. möglich. Sieht man auf dem übergeordneten Schaltungssubstrat entsprechende Kontakte mit Heizerstruktur vor, so kann beispielsweise ein Flipchip-Bauteil per Heizimpuls von dem Schaltungsträger abgelötet werden, ohne die enge Nachbarschaft der Schaltungsplatine zu beeinträchtigen. Auf dieselbe Weise kann dann ein Ersatzbauteil mit Flipchip-Kontakten schonend auf die Schaltungsplatine aufgebracht werden.
  • 3. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Halbleiterchiptests, da die durchschnittliche Temperatur an den Kontaktflächen erhöht werden kann und die Testgeschwindigkeit bei Lebensdauertests verbessert wird.
  • 4. Es können mehrere Testtemperaturen gleichzeitig in dem selben Ofen durchgeführt werden, indem der Temperofen auf die niedrigste Testtemperatur gestellt wird und Teilgruppen der Testbauteile auf andere gewünschte Temperaturen über die Heizer der Kontaktanschlussflächen zusätzlich beheizt werden.
  • 5. Ferner lassen sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kontaktanschlussflächen auch verkürzte Lebensdauertests an Hochtemperaturbauteilen durchführen, da die Aufheizung lokal auf die Kontaktanschlussflächen begrenzt bleibt.
  • 6. Ferner sind vorteilhafte Temperaturen an einzelnen Kontaktanschlussflächen möglich, um Tests zu beschleunigen, ohne dass die übergeordnete Schaltungsplatine thermisch überlastet wird. Die erfindungsgemäßen Metallstrukturen haben gegenüber den bekannten Heizerstrukturen aus Polysilizium den Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Heizerstrukturen wesentlich näher an der Kontaktanschlussfläche liegen und somit von darunter angeordneten empfindlichen Materialien besser isoliert sind als die Polysiliziumschichten, die unmittelbar die Oberseiten der Komponenten der Halbleiterbauteile thermisch kontaktieren. Eine unerwünschte Wärmeabfuhr nach unten auf das jeweilige Material der Halbleiterbauteilkomponente wird somit bei der erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur gegenüber Polysiliziumheizern verringert.
This results in the following advantages.
  • 1. With regard to flip-chip contacts: In flip-chip mounting, the grain size can be influenced by the heater structures by means of heating and cooling processes, since after the first soldering of the solder balls by locally limited heating pulses a recrystallization and a then arbitrarily controllable cooling can take place, so that a very fine grain structure of the solder material is obtained at very fast cooling. A rapid cooling is not feasible in a continuous furnace with corresponding thermal inertia and heating of the whole semiconductor chip and the package. The heat pulse directly at the contact pad can be matched to the respective component mass in an advantageous manner.
  • 2. A repair is possible, for example. If corresponding contacts with a heater structure are present on the higher-order circuit substrate, then, for example, a flip-chip component can be soldered off from the circuit carrier by means of a heat pulse, without impairing the close proximity of the circuit board. In the same way, a replacement component with flip-chip contacts can then be gently applied to the circuit board.
  • 3. A further advantage arises in semiconductor chip tests, since the average temperature at the contact surfaces can be increased and the test speed for life tests is improved.
  • 4. It is possible to carry out several test temperatures simultaneously in the same furnace by setting the annealing furnace to the lowest test temperature and additionally heating sub-groups of the test components to other desired temperatures via the heaters of the contact pads.
  • 5. Furthermore, shortened life tests on high-temperature components can also be carried out with the aid of the contact pads according to the invention, since the heating remains locally limited to the contact pads.
  • 6. Furthermore, advantageous temperatures at individual contact pads are possible to accelerate tests without thermally overloading the parent circuit board. Compared with the known polysilicon heater structures, the metal structures according to the invention have the advantage that the heater structures according to the invention are substantially closer to the contact pad and thus are better insulated from sensitive materials arranged underneath than the polysilicon layers that directly thermally contact the tops of the components of the semiconductor devices. An undesirable heat dissipation down to the respective material of the semiconductor device component is thus reduced in the inventive semiconductor structure compared to polysilicon heaters.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The The invention will now be described with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a perspective, exploded structure of a contact pad with a heater structure of a first embodiment of the invention;

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur der Ausführungsform gemäß 1; 2 shows a schematic plan view of a contact pad with a heater structure of the embodiment according to 1 ;

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche mit einer modifizierten Heizerstruktur gemäß 1; 3 shows a schematic plan view of a contact pad with a modified heater structure according to 1 ;

4 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 4 shows a perspective, exploded structure of a contact pad with a heater structure of a second embodiment of the invention;

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur gemäß 4 entlang der Schnittebene A-A; 5 shows a schematic cross section through the heater structure according to 4 along the cutting plane AA;

6 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche mit einer Heizerstruktur einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 6 shows a perspective, exploded structure of a contact pad with a heater structure of a third embodiment of the invention;

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur gemäß 6 entlang der Schnittebene C-C; 7 shows a schematic cross section through the heater structure according to 6 along the cutting plane CC;

8 zeigt eine Draufsicht auf eine aktive Oberseite eines Halbleiterchips mit Kontaktanschlussflächen und mit Heizerstrukturen, die über zwei Versorgungsanschlüsse mit Heizstrom versorgt werden können. 8th shows a plan view of an active top of a semiconductor chip with contact pads and with heater structures that can be supplied via two supply connections with heating current.

1 zeigt eine perspektivische, auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktanschlussfläche 5 der Heizerstruktur 1 auf einer Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16 eines Halbleiterbauteils 9 angeord net. Unterhalb der Kontaktanschlussfläche 5 sind mehrere Metalllagen M1 bis M(x) angeordnet, wobei zwischen den Metallagen M1 bis M(x) nicht gezeigte Isolationslagen angeordnet sind. Über entsprechende Durchkontakte 19 werden Verbindungen von der Kontaktanschlussfläche 5 zu den darunter angeordneten Metalllagen bereitgestellt. 1 shows a perspective, exploded structure of a contact pad 5 with a heater structure 1 a first embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the contact pad is 5 the heater structure 1 on a top 7 a semiconductor chip 16 a semiconductor device 9 angeord net. Below the contact pad 5 a plurality of metal layers M1 to M (x) are arranged, wherein insulating layers (not shown) are arranged between the metal layers M1 to M (x). Via corresponding contacts 19 be connections from the contact pad 5 provided to the underlying metal layers.

Auf der Oberseite 7 des Halbleiterchips 16 ist neben der Metalllage M1 eine Leiterbahnstruktur 23 aus polykristallinem Silizium angeordnet, die im Wesentlichen das Elektrodenmaterial von Gateelektroden des integrierten Schaltkreises darstellt und diese polykristallinen Gateelektroden untereinander verbindet. Die Kontaktanschlussfläche 5 ist aus der obersten Metallage M(x) strukturiert worden und trägt eine elektrische Verbindung 4 eines elektrischen Verbindungselementes 6, das in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Bonddraht 17 ist.On the top 7 of the semiconductor chip 16 is next to the metal layer M1 a conductor track structure 23 of polycrystalline silicon, which essentially represents the electrode material of gate electrodes of the integrated circuit and interconnects these polycrystalline gate electrodes. The contact pad 5 has been structured from the uppermost metal layer M (x) and carries an electrical connection 4 an electrical connection element 6 in this embodiment of the invention, a bonding wire 17 is.

Die Heizerstruktur 1 dieser ersten Ausführungsform der Erfindung weist Leiterbahnen 10 auf, welche die Kontaktanschlussfläche 5 an den Rändern 12, 13, 14 und 15 in einem Abstand a umgeben. Auch in der darunter angeordneten Metalllage M(x-1) sind Leiterbahnen 10 der Heizerstruktur 1 vorgesehen, die eine entsprechend der Kontaktanschlussfläche 5 geformte Metallfläche umgeben. Die darunter angeordneten Metalllagen M1 bis M(x-2) weisen keine Leiterbahnen der Heizerstruktur auf, so dass die Oberfläche 7 des Halbleiterchips 16 thermisch von der Heizerstruktur 1 durch die unteren Isolations- und Metalllagen abgeschirmt wird.The heater structure 1 This first embodiment of the invention has printed conductors 10 on which the contact pad 5 on the edges 12 . 13 . 14 and 15 surrounded at a distance a. Also in the underlying metal layer M (x-1) are printed conductors 10 the heater structure 1 provided, one corresponding to the contact pad 5 surrounded shaped metal surface. The underlying metal layers M1 to M (x-2) have no traces of the heater structure, so that the surface 7 of the semiconductor chip 16 thermally from the heater structure 1 is shielded by the lower insulation and metal layers.

Durch diese Struktur wird erreicht, dass die Grenzschicht zwischen Kontaktanschlussfläche 5 und elektrischer Verbindung 4 lokal aufgeheizt werden kann, ohne den Halbleiterchip 16 selbst und die darin angeordneten integrierten Schaltkreise zu überhitzen. Durch eine derartige Heizerstruktur 1, die auf die elektrische Verbindung 4 einwirkt, können Lebensdauertests und das Ermitteln von Fehlermechanismen in der Verbindung zeitlich verkürzt durchgeführt werden, so dass Alterungserscheinungen der elektrischen Verbindungen in kürzeren Testzeiten feststellbar sind. Außerdem können Migrationsvorgänge des Materials der elektrischen Verbindung 4 beobachtet werden, weil die elektrische Verbindung 4 mit dem hier gezeigten Bonddraht 17 und der Kontaktanschlussfläche 5 einen Strom führen kann, während gleichzeitig über die Heizerstruktur 1 eine Erwärmung der elektrischen Verbindung 4 erzeugt werden kann.Through this structure is achieved that the boundary layer between contact pad 5 and electrical connection 4 can be locally heated without the semiconductor chip 16 itself and the integrated circuits arranged in it to overheat. By such a heater structure 1 on the electrical connection 4 life tests and the determination of failure mechanisms in the connection can be shortened in time, so that aging phenomena of the electrical connections can be determined in shorter test times. In addition, migration processes of the material of the electrical connection 4 be observed because the electrical connection 4 with the bonding wire shown here 17 and the contact pad 5 can carry a current while at the same time over the heater structure 1 a heating of the electrical connection 4 can be generated.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 1 der Ausführungsform gemäß 1. Die Heizerstruktur 1 weist Leiterbahnen 10 auf, die um die Ränder 12, 13, 14 und 15 der Kontaktanschlussfläche 5 gelegt sind und in Versorgungsanschlüssen 21 und 22 enden, über die ein Heizstrom durch die Leiterbahnen 10 geschickt werden kann. 2 shows a schematic plan view of a contact pad 5 with a heater structure 1 the embodiment according to 1 , The heater structure 1 has traces 10 on, around the edges 12 . 13 . 14 and 15 the contact pad 5 are laid and in supply connections 21 and 22 over which a heating current through the conductor tracks 10 can be sent.

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontaktanschlussfläche 5 mit einer modifizierten Heizerstruktur 1 gemäß 1. Während in 1 zwei Leiterbahnstrukturen der ersten Metalllage M(x) und der darunter liegenden Metalllage M(x-1) angeordnet sind, werden mit der modifizierten Heizerstruktur 1 der 3 Leiterbahnen paarweise um die Kontaktanschlussfläche 5 in der obersten Metalllage M(x) gelegt. Das Leiterbahnpaar 18 kann auch mehrfach um die Ränder 12, 13, 14 und 15 angeordnet werden. In der in 3 gezeigten Struktur verlaufen jeweils drei Leiterbahnen 10 der Heizerstruktur 1 an jedem der Ränder 12, 13, 14 und 15 der Kontaktanschlussfläche 5. 3 shows a schematic plan view of a contact pad 5 with a modifi graced heater structure 1 according to 1 , While in 1 two conductor track structures of the first metal layer M (x) and the underlying metal layer M (x-1) are arranged with the modified heater structure 1 of the 3 Conductors in pairs around the contact pad 5 placed in the uppermost metal layer M (x). The conductor pair 18 can also be repeated around the edges 12 . 13 . 14 and 15 to be ordered. In the in 3 shown structure each run three tracks 10 the heater structure 1 at each of the edges 12 . 13 . 14 and 15 the contact pad 5 ,

4 zeigte eine perspektivische auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Leiterbahnen 11 nicht um die Kontaktanschlussfläche 5 herum angeordnet, sondern sie sind mäanderförmig in der darunter liegenden Metalllage M(x-1) eingebracht. Eine derartige Konstruktion des Heizers bzw. der Leiterbahnen 11 der Heizerstruktur 2 hat den Vorteil, dass die Kontaktanschlussfläche 5 von unten relativ gleichmäßig durch die mäanderförmige Struktur der Leiterbahnen 11 beheizt wird. Die darunter angeordneten Metalllagen M1 bis M(x-2) können als thermischer Puffer zu der Oberseite des Halbleiterchips dienen. 4 showed a perspective exploded structure of a contact pad 5 with a heater structure 2 a second embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the conductor tracks 11 not around the contact pad 5 are arranged around, but they are meandering in the underlying metal layer M (x-1) introduced. Such a construction of the heater or the conductor tracks 11 the heater structure 2 has the advantage of having the contact pad 5 from below relatively evenly through the meandering structure of the tracks 11 is heated. The underlying metal layers M1 to M (x-2) can serve as a thermal buffer to the top of the semiconductor chip.

5 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Halbleiterstruktur 2 gemäß 4 entlang der Schnittebene A-A. Diese mäanderförmige Struktur kann beliebig komplex gestaltet werden, um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der darüber liegenden Kontaktanschlussfläche 5 zu erreichen. 5 shows a schematic section through the semiconductor structure 2 according to 4 along the cutting plane AA. This meander-shaped structure can be made arbitrarily complex, as uniform as possible heating of the overlying contact pad 5 to reach.

6 zeigt eine perspektivische auseinander gezogene Struktur einer Kontaktanschlussfläche 5 mit einer Heizerstruktur 3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese dritte Ausführungsform der Erfindung stellt praktisch eine Kombination der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar und weist sowohl eine mäanderförmige Heizerstruktur in der vorletzten Metalllage M(x-1) als auch eine die Ränder 12, 13, 14 und 15 umgebende Leiterbahnstruktur in der obersten Metalllage M(x) zum Aufheizen der Kontaktanschlussfläche 5 auf. 6 shows a perspective exploded structure of a contact pad 5 with a heater structure 3 a third embodiment of the invention. This third embodiment of the invention is practically a combination of the first and second embodiments of the invention and has both a meandering heater structure in the penultimate metal layer M (x-1) and one of the edges 12 . 13 . 14 and 15 surrounding conductor track structure in the uppermost metal layer M (x) for heating the contact pad 5 on.

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Heizerstruktur 3 gemäß 6 entlang der Schnittebene C-C. Mit dieser Struktur wird deutlich, dass es möglich ist, unterhalb der Kontaktanschlussfläche 5 eine Heizerstruktur 3 anzuordnen, die intensiv die Kontaktanschlussfläche 5 von unten aus aufheizen kann, da sowohl Leiterbahnen rund um die Randbereiche 12, 13, 14 und 15 angeordnet sind als auch in mäanderförmiger Form innerhalb der flächigen Erstreckung der Kontaktanschlussfläche gebildet sein können. Um eine derartige Heizerstruktur 3 mit Heizstrom zu versorgen, sind entsprechende Versorgungsanschlüsse 21 und 22 für die jeweilige Kontaktanschlussfläche 5 vorgesehen. 7 shows a schematic cross section through the heater structure 3 according to 6 along the cutting plane CC. With this structure it becomes clear that it is possible below the contact pad 5 a heater structure 3 to arrange the intensely the contact pad 5 from below can heat up, as both traces around the edge areas 12 . 13 . 14 and 15 are arranged and can be formed in a meandering shape within the planar extension of the contact pad. To such a heater structure 3 to supply with heating current, are corresponding supply connections 21 and 22 for the respective contact pad 5 intended.

8 zeigt eine Draufsicht auf eine aktive Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16 mit Kontaktanschlussflächen 5 und mit Heizerstrukturen 1, die über zwei Versorgungsanschlüsse 21 und 22 mit Heizstrom versorgt werden können. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Heizerstrukturen 1 der jeweiligen Kontaktanschlussflächen 5 in zwei parallel geschaltete Heizstränge 24 und 25 gegliedert, wobei innerhalb eines Heizstranges die einzelnen Heizerstrukturen 1 der Kontaktanschlussflächen 5 in Serie geschaltet sind. Die Anzahl der in Serie geschalteten Heizerstrukturen 1 kann zwischen den Heizsträngen 24 und 25 unterschiedlich sein. Jedoch wird darauf geachtet, dass der Gesamtwiderstand pro Heizstrang 24 bzw. 25 in etwa gleich groß ist. 8th shows a plan view of an active top 7 a semiconductor chip 16 with contact pads 5 and with heater structures 1 , which have two supply connections 21 and 22 can be supplied with heating current. In this embodiment of the invention, the heater structures 1 the respective contact pads 5 in two parallel heating strands 24 and 25 articulated, wherein within a heating line, the individual Heizerstrukturen 1 the contact pads 5 are connected in series. The number of heater structures connected in series 1 can between the heating strands 24 and 25 be different. However, care is taken that the total resistance per heating string 24 respectively. 25 is about the same size.

Die einzelnen Heizerstrukturen 1 der Kontaktanschlussflächen 5 können auch in einem einzigen Heizstrang zusammengefasst werden, indem die Versorgungsanschlüsse 21 und 22 nebeneinander auf einem der Randbereiche der Oberseite 7 des Halbleiterchips 16 angeordnet werden und sämtliche Heizerstrukturen 1 in Serie geschaltet werden. Ferner zeigt diese prinzipielle Struktur einer aktiven Oberseite 7 eines Halbleiterchips 16, dass die Kontaktanschlussflächen 5 mit ihren Heizerstrukturen 10 entfernt von dem eigentlichen Bereich 26 der integrierten Schaltungen angeordnet sind, so dass auch hier eine thermische Entkopplung gegeben ist, und eine Beeinträchtigung der integrierten Schaltung durch die erfindungsgemäßen Heizerstrukturen 1 vermieden wird.The individual heater structures 1 the contact pads 5 can also be summarized in a single heating string by connecting the supply connections 21 and 22 side by side on one of the edge areas of the top 7 of the semiconductor chip 16 be arranged and all Heizerstrukturen 1 be connected in series. Furthermore, this principal structure shows an active top surface 7 a semiconductor chip 16 in that the contact pads 5 with their heater structures 10 away from the actual area 26 the integrated circuits are arranged, so that here also a thermal decoupling is given, and an impairment of the integrated circuit by the heater structures according to the invention 1 is avoided.

Die Grenze des Bereichs 26 der integrierten Schaltungen wird durch eine durchgezogene Linie 27 gekennzeichnet. Innerhalb dieses Bereichs 26 werden durch gestrichelte Linien 28 Unterbereiche 29 bis 33 gekennzeichnet, die unterschiedliche Schaltfunktionen der integrierten Schaltung wahrnehmen. Die Kontaktanschlussflächen 5 sind über entsprechende Signal- oder Versorgungsleiterbahnen 34 mit den unterschiedlichen Schaltungselementen in den Unterbereichen 29 bis 33 verbunden. Dabei ist der Heizungsschaltkreis aus den beiden Heizsträngen 24 und 25 von der integrierten Schaltungsstruktur elektrisch isoliert, so dass der Halbleiterchip 16 funktionsfähig ist, selbst wenn die Kontaktanschlussflächen 5 mittels ihrer Heizerstrukturen 1 bei lokal überhöhten Temperaturen getestet werden.The limit of the range 26 the integrated circuits is represented by a solid line 27 characterized. Within this area 26 are shown by dashed lines 28 subregions 29 to 33 characterized, the different switching functions of the integrated circuit perceive. The contact pads 5 are via appropriate signal or Versorgungsleiterbahnen 34 with the different circuit elements in the subregions 29 to 33 connected. In this case, the heating circuit of the two heating strands 24 and 25 electrically insulated from the integrated circuit structure, so that the semiconductor chip 16 is functional even if the contact pads 5 by means of their heater structures 1 be tested at locally excessive temperatures.

11
Heizerstruktur (1. Ausführungsform)heater structure (1st embodiment)
22
Heizerstruktur (2. Ausführungsform)heater structure (2nd embodiment)
33
Heizerstruktur (3. Ausführungsform)heater structure (3rd embodiment)
44
elektrische Verbindungelectrical connection
55
KontaktanschlussflächeContact pad
66
elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
77
Oberseite einer Komponentetop a component
99
HalbleiterbauteilSemiconductor device
1010
Leiterbahnconductor path
1111
Leiterbahnconductor path
1212
Rand der Kontaktanschlussflächeedge the contact pad
1313
Rand der Kontaktanschlussflächeedge the contact pad
1414
Rand der Kontaktanschlussflächeedge the contact pad
1515
Rand der Kontaktanschlussflächeedge the contact pad
1616
HalbleiterchipSemiconductor chip
1717
Bonddrahtbonding wire
1818
LeiterbahnpaarPattern pair
1919
Durchkontaktby contact
2121
Versorgungsanschlusssupply terminal
2222
Versorgungsanschlusssupply terminal
2323
LeiterbahnstrukturConductor structure
2424
Heizstrangheating section
2525
Heizstrangheating section
2626
Bereich der integrierten SchaltungArea the integrated circuit
2727
durchgezogene Liniesolid line
2828
gestrichelte Liniedashed line
2929
Unterbereichsubfield
3030
Unterbereichsubfield
3131
Unterbereichsubfield
3232
Unterbereichsubfield
3333
Unterbereichsubfield
3434
Leiterbahnen auf dem Halbleiterchipconductor tracks on the semiconductor chip
M(x)M (x)
oberste Metalllagetop metal sheet
M1M1
unterste Metalllagelowest metal sheet
aa
Abstand zwischen Kontaktanschlussfläche und Leiterbahn der Heizerstrukturdistance between contact pad and Trace of the heater structure

Claims (25)

Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen elektrischer Verbindungen (4) zwischen der Kontaktanschlussfläche (5) und einem elektrischen Verbindungselement, wobei die Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite (7) einer Komponente eines Halbleiterbauteils (9) oder eines Schaltungssubstrats angeordnet ist und eine das elektrische Verbindungselement (6) tragende obere Metalllage M(x) aufweist, und wobei die Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet ist und metallische Leiterbahnen (10, 11) aufweist, wobei die metallischen Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut ist, wobei die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) durch die Isolationslagen voneinander isolierte Metalllagen (M1 bis M(x)) sind, die im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche (5) aufweisen.Contact pad with heater structure ( 1 ) for testing or attaching electrical connections ( 4 ) between the contact pad ( 5 ) and an electrical connection element, wherein the contact pad ( 5 ) on a top side ( 7 ) a component of a semiconductor device ( 9 ) or a circuit substrate is arranged and a the electrical connection element ( 6 ) carrying upper metal layer M (x), and wherein the heater structure ( 1 ) electrically isolated from the contact pad ( 5 ) and adjacent to the contact pad ( 5 ) is arranged and metallic interconnects ( 10 . 11 ), wherein the metallic interconnects ( 10 . 11 ) of the heater structure ( 1 ) the contact pad ( 5 ) at their edges ( 12 . 13 . 14 . 15 ) or meandering under the contact pad ( 5 ), wherein the heater structure ( 1 ) is constructed in multiple layers from a layer sequence of insulating layers and metal layers (M1 to M (x)), wherein the printed conductors ( 10 . 11 ) of the heater structure ( 1 ) are metal layers (M1 to M (x)) which are insulated from one another by the insulation layers and which, in the region of the contact connection surface ( 5 ) a stack of superimposed contact terminals to form the contact pad ( 5 ) exhibit. Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Leiterbahnen des Heizers sowohl die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben, als auch meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet sind.Contact connection surface according to claim 1, characterized in that the metallic conductor tracks of the heater both the contact pad ( 5 ) at their edges ( 12 . 13 . 14 . 15 ), as well as meandering under the contact pad ( 5 ) are arranged. Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Halbleiterchip (16), ein Verdrahtungssubstrat, eine Chipkarte oder ein Halbleiterbauteilträger ist.Contact pad according to claim 1 or claim 2, characterized in that the component is a semiconductor chip ( 16 ), a wiring substrate, a smart card, or a semiconductor device carrier. Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungssubstrat eine Leiterplatte oder eine Keramikplatte mit Verdrahtungsstruktur ist.Contact pad according to one of the preceding Claims, characterized in that the circuit substrate is a printed circuit board or a ceramic plate with wiring structure. Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6) ein Flipchip-Kontakt, ein Bonddraht (17), ein Metallhöcker oder eine Lotball ist.Contact connection surface according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element ( 6 ) a flip-chip contact, a bonding wire ( 17 ), a metal bump or a solder ball. Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) ein Leiterbahnpaar (18) aufweist, das die Kontaktanschlussfläche (5) umgibt.Contact pad according to one of the preceding claims, characterized in that the heater structure ( 1 ) a conductor track pair ( 18 ), the contact pad ( 5 ) surrounds. Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllagen (M1 bis M(x)) im Bereich der Kontaktfläche (5) über Durchkontakte (19) durch die Isolationslagen elektrisch in Verbindung stehen.Contact connection surface according to one of the preceding claims, characterized in that the metal layers (M1 to M (x)) in the region of the contact surface ( 5 ) via contacts ( 19 ) are electrically connected by the insulation layers. Kontaktanschlussfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) Versorgungsanschlüsse (21, 22) für eine Stromversorgung aufweist.Contact pad according to one of the preceding claims, characterized in that the heater structure ( 1 ) Supply connections ( 21 . 22 ) for a power supply. Kontaktanschlussfläche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsanschlüsse (21, 22) mehrerer Heizerstrukturen (1) entsprechender Kontaktanschlussflächen (5) eines Halbleiterbauteils in Reihe geschaltet sind.Contact pad according to claim 8, characterized in that the supply connections ( 21 . 22 ) of several heater structures ( 1 ) corresponding contact pads ( 5 ) of a semiconductor device are connected in series. Halbleiterchip, der mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Semiconductor chip having at least one contact pad ( 5 ) according to one of claims 1 to 9. Verdrahtungssubstrat, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Wiring substrate having at least one contact pad ( 5 ) according to one of claims 1 to 9. Halbleiterbauteilträger, der mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Semiconductor component carrier, the at least one contact pad ( 5 ) according to one of claims 1 to 9. Chipkarte, die mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) mit Heizerstruktur (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Chip card that has at least one contact pad ( 5 ) with a heater structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 9. Halbleiterbauteil, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Semiconductor device having at least one contact pad ( 5 ) according to one of claims 1 to 9. Schaltungssubstrat, das mindestens eine Kontaktanschlussfläche (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Circuit substrate, the at least one contact pad ( 5 ) according to one of claims 1 to 9. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanschlussfläche (5) mit Heizerstruktur (1) zum Testen oder Anbringen von elektrischen Verbindungen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Vorsehen einer Kontaktanschlussfläche (5) auf einer Oberseite einer Komponente eines Halbleiterbauteils oder eines Schaltungssubstrats; – Strukturieren von Metalllagen (M1 bis M(x)) derart, dass eine Heizerstruktur (1) elektrisch isoliert von der Kontaktanschlussfläche (5) und benachbart zu der Kontaktanschlussfläche (5) derart angeordnet wird, dass metallische Leiterbahnen (10) der Heizerstruktur die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben oder meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet werden, wobei die Heizerstruktur (1) mehrlagig aus einer Schichtfolge von Isolationslagen und Metalllagen (M1 bis M(x)) aufgebaut wird und die Metalllagen (M1 bis M(x)) im Bereich der Kontaktanschlussfläche (5) einen Stapel aus übereinander angeordneten Kontaktanschlüssen zur Bildung der Kontaktanschlussfläche (5) aufweisen.Method for producing a contact pad ( 5 ) with a heater structure ( 1 ) for testing or attaching electrical connections, the method comprising the following steps: providing a contact pad ( 5 on an upper surface of a component of a semiconductor device or a circuit substrate; Structuring metal layers (M1 to M (x)) such that a heater structure ( 1 ) electrically isolated from the contact pad ( 5 ) and adjacent to the contact pad ( 5 ) is arranged such that metallic interconnects ( 10 ) of the heater structure the contact pad ( 5 ) at their edges ( 12 . 13 . 14 . 15 ) or meandering under the contact pad ( 5 ), the heater structure ( 1 ) is constructed in multiple layers from a layer sequence of insulating layers and metal layers (M1 to M (x)) and the metal layers (M1 to M (x)) in the region of the contact pad ( 5 ) a stack of superimposed contact terminals to form the contact pad ( 5 ) exhibit. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) sowohl die Kontaktanschlussfläche (5) an ihren Rändern (12, 13, 14, 15) umgeben, als auch meanderförmig unter der Kontaktanschlussfläche (5) angeordnet werden.A method according to claim 16, characterized in that the conductor tracks ( 10 . 11 ) of the heater structure ( 1 ) both the contact pad ( 5 ) at their edges ( 12 . 13 . 14 . 15 ), as well as meandering under the contact pad ( 5 ) to be ordered. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen einer Heizerstruktur (1) selektive Metallbeschichtungsverfahren unter Einsatz entsprechender Masken verwendet werden.A method according to claim 16 or 17, characterized in that for producing a heater structure ( 1 ) selective metal coating processes using appropriate masks are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (10, 11) der Heizerstruktur (1) derart ausgelegt werden, dass die Kontaktanschlussfläche eine lokal und zeitlich begrenzte Temperatur im Bereich von 100 °C bis 600 °C, vorzugsweise 100 °C bis 250 °C im Betrieb erreichen kann.Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that the conductor tracks ( 10 . 11 ) of the heater structure ( 1 ) can be designed such that the contact pad can reach a locally and temporally limited temperature in the range of 100 ° C to 600 ° C, preferably 100 ° C to 250 ° C in operation. Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Stromimpulsen versorgt wird.Method for operating a contact pad according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the heater structure ( 1 ) of the contact surfaces ( 5 ) is supplied with current pulses. Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Gleichstrom versorgt wird.Method for operating a contact pad according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the heater structure ( 1 ) of the contact surfaces ( 5 ) is supplied with direct current. Verfahren zum Betrieb einer Kontaktanschlussfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizerstruktur (1) der Kontaktflächen (5) mit Wechselstrom versorgt wird.Method for operating a contact pad according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the heater structure ( 1 ) of the contact surfaces ( 5 ) is supplied with alternating current. Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Alterungs prüfungen elektrischer Verbindungselemente (6) der Halbleitertechnik.Use of a contact pad with heater structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 for aging tests of electrical connecting elements ( 6 ) of semiconductor technology. Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für thermische Zyklenprüfungen elektrischer Verbindungselemente der Halbleitertechnik.Use of a contact pad with heater structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 for thermal cycle tests of electrical connection elements of semiconductor technology. Verwendung einer Kontaktanschlussfläche mit Heizerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für oberflächenmontierbare Halbleiterbauteile.Use of a contact pad with heater structure ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 for surface mount semiconductor devices.
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