DE19822470A1 - Flat molded part for securing electronic components, e.g. flip-chips and ball grid arrays to carriers - Google Patents

Flat molded part for securing electronic components, e.g. flip-chips and ball grid arrays to carriers

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DE19822470A1
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Abstract

Flat molded part for fitting a carrier for electronic components between the carrier and component has perforations in the layout of the electrical connections to be formed. An Independent claim is also included for a process for fitting a carrier for an electronic component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil zur Befestigung elektronischer Bauelemente auf Trägern, sowie ein Verfahren zur Befestigung elektronischer Bauelemente auf Trägern mit Hilfe eines Formteils. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Formteil aus einem Harz- oder Polymermaterial, mit dem Bauelemente, an denen Lothügel (Bumps) oder Lotkügelchen (Balls) zum Verlöten des Bauelements angebracht sind, auf Trägern verankert werden, bzw. ein Verfahren, durch das solche Bauele­ mente mit Hilfe eines derartigen Formteils auf Trägern befestigt werden. Solche Bauelemente sind insbesondere Flip-Chips und Ball-Grid-Array (BGA)-Bauele­ mente.The invention relates to a molded part for fastening electronic components on carriers, as well as a method for fastening electronic components Beams with the help of a molded part. In particular, the invention relates to a molded part Made of a resin or polymer material, with the components on which solder bumps (Bumps) or solder balls (balls) for soldering the component are anchored to beams, or a process by which such components elements are attached to supports with the aid of such a molded part. Such Components are, in particular, flip chips and ball grid array (BGA) components ment.

Für die Befestigung von Halbleiter-Chips auf Leiterplatten existieren verschiedene Techniken. Je nach den Erfordernissen können Chips direkt oder in Gehäusen verpackt auf Leiterplatten verankert werden. Die Tendenz, Halbleiter-Chips mit immer zahlreicheren Anschlüssen auf immer geringerem Raum unterbringen zu müssen, führte zur Entwicklung von Flip-Chips und BGA-Bauelementen, bei de­ nen die Anschlußstellen für die elektrischen Verbindungen mit der Leiterplatte über praktisch die gesamte Oberfläche des Chips (Flip-Chip) bzw. Unterseite des Gehäuses (BGA- und µBGA-Gehäuse) verteilt sind.Various exist for the attachment of semiconductor chips to printed circuit boards Techniques. Depending on the requirements, chips can be placed directly or in packages packed anchored on circuit boards. The tendency to use semiconductor chips to accommodate more and more connections in ever less space have led to the development of flip chips and BGA components, at de NEN the connection points for the electrical connections to the circuit board over practically the entire surface of the chip (flip chip) or underside of the Housing (BGA and µBGA housing) are distributed.

Zur Befestigung von Flip-Chips auf Leiterplatten werden die an der Oberseite des Halbleiters befindlichen Anschlüsse für die elektrischen Verbindungen zuerst z. B. mit Lotpaste versehen, die anschließend zu Lothügeln umgeschmolzen wird. Der mit Lothügeln versehene Halbleiter wird dann so auf die Leiterplatte gesetzt, daß die Lothügel zur Leiterplatte hin orientiert sind. Die Lothügel treffen dabei auf die Leiterbahnen, die im entsprechenden Layout auf der Leiterplatte angebracht sind. Anschließend erfolgt durch einen Lötprozeß das Verlöten des Chips über die Lothügel mit der Leiterplatte (Controlled Collapse Chip Connection-Verfahren). Die Lötverbindungen gewährleisten eine stabile, korrosionsbeständige und zuver­ lässige elektrische Verbindung zwischen Chip und Leiterplatte.To attach flip chips to printed circuit boards, the on the top of the Semiconductor connections for the electrical connections first z. B. provided with solder paste, which is then melted into solder bumps. Of the Semiconductors provided with solder bumps are then placed on the circuit board in such a way that the solder bumps are oriented towards the circuit board. The solder mounds meet the Conductor tracks that are attached to the circuit board in the appropriate layout. Then the soldering of the chip takes place via a soldering process Solder bump with the printed circuit board (Controlled Collapse Chip Connection process). The soldered connections ensure a stable, corrosion-resistant and reliable casual electrical connection between chip and circuit board.

In vergleichbarer Weise werden BGA-Bauelemente so auf Leiterplatten aufgesetzt, daß die Balls auf der Leiterplatte zu liegen kommen und in einem anschließenden Lötprozeß die BGA-Bauelemente über die Balls mit dem Schaltungsmuster der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden werden. In a comparable way, BGA components are placed on printed circuit boards that the balls come to rest on the circuit board and in a subsequent one Soldering process the BGA components over the balls with the circuit pattern of the PCB are electrically connected.  

Die Lötverbindungen reichen jedoch für eine mechanisch stabile Verbindung nicht aus. Insbesondere besteht die Gefahr, daß bei Temperaturbelastungen auf­ grund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des Siliciums, des Halbleiters und des Trägermaterials thermische Spannungen auftreten, wo­ durch Schäden an den Lötverbindungen entstehen können. Um dies zu vermeiden ist es Stand der Technik, die Verankerung von Flip-Chips und BGA-Bauelemen­ ten auf Leiterplatten zusätzlich mechanisch zu stabilisieren.However, the solder connections are sufficient for a mechanically stable connection not from. In particular, there is a risk that at temperature loads due to different thermal expansion coefficients of silicon, of the semiconductor and the carrier material, thermal stresses occur where can be caused by damage to the soldered connections. To avoid this it is state of the art to anchor flip chips and BGA components to mechanically stabilize PCBs.

In EP 0 285 450 ist eine Epoxidharzzusammensetzung offenbart, die nach dem Verlöten des Bauelements auf der Leiterplatte in einem flüssigen, reaktiven Zu­ stand auf die Leiterplatte aufgetragen wird, aufgrund von Kapillarkräften in den engen Spalt zwischen Chip und Substrat eindringt und anschließend thermisch ausgehärtet wird. Durch diesen als "Unterfüllung" ("underfill") bezeichneten Pro­ zeß wird die Verbindung zwischen Chip und Träger mechanisch stabilisiert. Sind dem Unterfüllungsmaterial außerdem thermisch leitfähige Substanzen (z. B. AlN, Al2O3 oder SiO2) beigemengt, so erfolgt über dieses Material eine Ableitung endo­ gener oder exogener Wärme, so daß Temperaturschwankungen ausgeglichen und thermische Belastungen reduziert werden.EP 0 285 450 discloses an epoxy resin composition which, after the component has been soldered to the circuit board, is applied to the circuit board in a liquid, reactive state, penetrates into the narrow gap between chip and substrate due to capillary forces and is then thermally cured. By this as "underfill"("underfill") Pro process, the connection between chip and carrier is mechanically stabilized. If thermally conductive substances (e.g. AlN, Al 2 O 3 or SiO 2 ) are also added to the underfill material, this material dissipates endogenous or exogenous heat so that temperature fluctuations are balanced and thermal loads are reduced.

Das genannte Verfahren des Unterfüllens ist jedoch mit Nachteilen für das Ferti­ gungsverfahren verbunden. Zum einen sind die zur Unterfüllung eingesetzten Ma­ terialien in der Regel nur begrenzt haltbar und erfordern spezielle Lagerungsbe­ dingungen. Vor der Verarbeitung müssen sie gegebenenfalls in zusätzlichen Ar­ beitsschritten aufbereitet und anschließend innerhalb einer sehr begrenzten Zeit verarbeitet werden. Zum zweiten ist der Auftrag reaktiver Unterfüllungsmateriali­ en mit großem apparativen Aufwand verbunden. Die Materialien müssen mit spe­ ziellen Auftragsapparaturen (Dispensern) aufgetragen werden, die unterhalten und insbesondere regelmäßig geleert und gereinigt werden müssen. Neben dem zeitlichen Aufwand erfordert letzteres den Einsatz von z. T. teuren oder wenig um­ weltverträglichen Lösungsmitteln und führt dazu, daß Lösungsmittelabfall anfällt. Zum dritten erfordert dieses Verfahren, daß auf dem Träger unmittelbar neben dem Bauelement eine Fläche frei bleibt, auf der der Auftrag des Harzes erfolgen kann. Dies ist in Fällen, in denen Schaltungen möglichst klein gestaltet werden müssen, unerwünscht. Zum vierten erfordert das Ausfüllen des Spaltes durch das dünnflüssige Harz Zeit, die in der Regel nicht für weitere Bestückungsvorgänge genutzt werden kann, so daß Maschinenzeit verlorengeht. Um die Unterfüllungs­ zeiten zu reduzieren, wird in der Regel die gesamte Baugruppe auf 40°C bis 60°C erwärmt, um das Unterfließen zu beschleunigen. Danach müssen derart bestück­ te Platinen in einem Reflow-Ofen erneut gehärtet werden. Schließlich besteht bei konventionellen Unterfüllungsverfahren die Gefahr, daß es zu Lufteinschlüssen und damit auch zu Feuchtigkeitseinschlüssen zwischen Halbleiter und Träger kommt, was zu einer Beschädigung und zu einem Ausfall der Schaltung zu einem späteren Zeitpunkt führen kann.The mentioned method of underfilling, however, has disadvantages for the ferti associated process. On the one hand, the dimensions used for the underfilling are materials generally have a limited shelf life and require special storage conditions conditions. Before processing, you may need to add additional items processed steps and then within a very limited time are processed. The second is the application of reactive underfill materials s associated with great expenditure on equipment. The materials must be sp that are used to maintain the main application equipment (dispensers) and in particular must be emptied and cleaned regularly. Next to the the latter requires the use of z. T. expensive or little around environmentally compatible solvents and leads to waste solvent. Third, this process requires that the carrier be immediately adjacent the component remains free on which the resin is applied can. This is in cases where circuits are made as small as possible need, undesirable. Fourth, filling the gap by means of thin resin time, which is usually not for further assembly processes can be used so that machine time is lost. To the underfill To reduce times, the entire assembly is usually reduced to 40 ° C to 60 ° C  warmed to accelerate the underflow. After that you have to assemble in this way boards are re-hardened in a reflow oven. Finally, at conventional underfill methods the risk of entrapping air and thus also to moisture inclusions between the semiconductor and the carrier comes, which leads to damage and failure of the circuit can lead later.

Als Alternative zum Unterfüllen elektronischer Bauelemente mit flüssigem Harz und nachfolgender Aushärtung ist in der US 5 386 624 ein Verfahren offenbart, bei dem ein dünnes Folienstück, das aus einem nicht-leitenden Material, wie z. B. einem Epoxid-, Silikon- oder Urethanharz oder -polymer besteht und das in Form und Größe dem jeweiligen Bauelement angepaßt ist, auf den Träger oder auf das Bauelement in der Weise aufgebracht wird, daß es nach Aufsetzten des Bauele­ ments auf dem Träger zwischen Bauelement und Träger zu liegen kommt. Durch Thermokompression wird das Bauelement dann mit dem Träger mechanisch ver­ bunden. Die elektrische Verbindung erfolgt nach diesem Verfahren in üblicher Weise über ein Verlöten von Bauelement und Träger über an den Bauelementen befindliche Anschlußstellen. Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, daß keine dem Bestückungsvorgang fremden Prozesse und Maschinen eingesetzt werden müssen, keine Zeit für ein Einfließen des Unterfüllungsmaterials benötigt wird und weitere Bauelemente auch in der unmittelbaren Nähe des so unterfüll­ ten Bauelements angebracht werden können. Sofern das Folienmaterial bereits vor der Thermokompression Hafteigenschaften besitzt, ist das Bauelement außer­ dem schon vor dem Verlöten fixiert, so daß die Gefahr des Verrutschens des nicht-verlöteten Bauelements bei anschließenden Bestückungsvorgängen redu­ ziert wird.As an alternative to filling electronic components with liquid resin and subsequent curing, a method is disclosed in US 5,386,624 in which a thin piece of film made of a non-conductive material, such as. B. an epoxy, silicone or urethane resin or polymer and in the form and size is adapted to the respective component, on the carrier or on the Component is applied in such a way that after placing the component comes to rest on the carrier between the component and the carrier. By The component is then mechanically ver with the carrier thermocompression bound. The electrical connection is carried out using this method in the usual way Way about soldering the component and carrier over to the components located connection points. This method offers the particular advantage that no processes and machines are used that are foreign to the assembly process no time is required for the underfill material to flow in is and underfill other components in the immediate vicinity of the so th component can be attached. If the film material already before the thermal compression has adhesive properties, the component is excluded already fixed before soldering, so that the risk of slipping of the non-soldered component in subsequent assembly processes redu is decorated.

Das genannte Verfahren eignet sich zwar für die Befestigung von Bauelementen, an deren Unterseite eine ausreichend große, zusammenhängende Fläche zur Ver­ fügung steht, über die das Bauelement mit dem Folienstück verbunden wird, nicht jedoch für die Befestigung von Flip-Chips oder BGA-Bauelementen, deren der Leiterplatte zugewandte Seite mit zahlreichen, über die gesamte Fläche ver­ teilten Lothügeln bzw. Balls belegt ist.The method mentioned is indeed suitable for fastening components, on the underside a sufficiently large, contiguous area for ver stands, via which the component is connected to the film piece, but not for the attachment of flip chips or BGA components whose the side facing the circuit board with numerous ver shared solder mounds or balls is occupied.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren bzw. eine techni­ sche Lösung für das Problem anzugeben, Bauelemente wie Flip-Chips und BGA- Gehäuse auf Trägern, insbesondere auf Leiterplatten, zuverlässig mechanisch derart zu verankern, daß die Notwendigkeit des Unterfüllens solcher Bauelemente mit flüssigen Materialien entfällt und somit der mit dem Bestücken von Leiter­ platten mit Bauelementen verbundene apparative und zeitliche Aufwand reduziert wird.The invention is therefore based on the object of a method or a techni cal solution to the problem of specifying components such as flip chips and BGA Housing on supports, especially on printed circuit boards, reliably mechanically  to anchor in such a way that the need to underfill such components with liquid materials and thus with the fitting of conductors plates associated with components reduced equipment and time expenditure becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein flächiges Formteil, das beim Bestücken eines Trägers für elektronische Bauelemente zwischen Träger und Bauelement zu liegen kommt und das im Layout der zu bildenden elektrischen Verbindungen Perforationen aufweist, sowie durch ein Verfahren, bei dem zur Bestückung eines Trägers für elektronische Bauelemente ein solches Formteil zwischen Träger und Bauelement eingebracht wird, gelöst. In einer besonderen Ausführungsform wird ein solches Formteil nicht nur zur mechanischen Befesti­ gung, sondern zusätzlich zur Umhüllung des Bauelements eingesetzt. In einer weiteren besonderen Ausführungsform wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung und das Aufbringen des Formteils auf Chips mit dem Zerteilen eines Wafers zu Chips kombiniert.This object is achieved according to the invention by a flat molded part Fitting a carrier for electronic components between the carrier and Component comes to rest and that in the layout of the electrical to be formed Connections has perforations, as well as by a method in which to Equipping a carrier for electronic components such a molded part is introduced between the carrier and the component. In a special one Embodiment is such a molded part not only for mechanical fastening supply, but also used to wrap the component. In a Another special embodiment is within the scope of the invention Process the manufacture and application of the molded part on chips with the Cutting a wafer into chips.

Bauelement-Formteil- und Bauelement-Formteil-Träger-Strukturen sind in den Ansprüchen 11 bzw. 13 angegeben. Besonders zweckmäßige und bevorzugte Aus­ gestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.Component molding and component molding support structures are in the Claims 11 and 13 indicated. Particularly expedient and preferred designs of the subject matter of the invention are in the dependent claims reproduced.

Das erfindungsgemäße Formteil ermöglicht eine stabile, zuverlässige mechanische Verankerung von Flip-Chips oder BGA-Bauelementen auf Trägern, ohne daß ein Unterfüllen der Bauelemente mit flüssigen Materialien erforderlich ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Formteil zwischen Träger und Bau­ element eingebracht und damit eine stabile mechanische Verbindung erreicht. Die elektrische Verbindung von Bauelement und Träger kann durch Verlöten der Lothügel bzw. Balls mit dem Schaltungsmuster der Leiterplatte erfolgen. So ge­ schaffene leitfähige Verbindungen zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit aus.The molded part according to the invention enables a stable, reliable mechanical Anchoring flip chips or BGA components on carriers without a Filling the components with liquid materials is required. According to the process according to the invention is the molded part between the carrier and the building element introduced and thus achieved a stable mechanical connection. The electrical connection between component and carrier can be achieved by soldering the Solder bumps or balls with the circuit pattern of the circuit board. So ge created conductive connections are characterized by high reliability, Durability and corrosion resistance.

Gegenstand der Erfindung, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen und in vorteilhaften Ausführungsformen in den abhängigen Patentansprüchen ange­ geben ist, ist demnach ein flächiges Formteil und ein Verfahren unter Verwen­ dung dieses Formteils zum Bestücken eines Trägers für elektronische Bauelemen­ te, wobei das Formteil im Muster der elektrischen Anschlüsse des Bauelements Perforationen aufweist und zwischen Träger und Bauelement zu liegen kommt.Subject of the invention as in the independent claims and in advantageous embodiments in the dependent claims is therefore a flat molded part and a process using extension of this molded part for equipping a carrier for electronic components te, the molded part in the pattern of the electrical connections of the component  Has perforations and comes to rest between the carrier and the component.

Das erfindungsgemäße Formteil kann aus einem beliebigen, für den genannten Zweck geeigneten Material (Harz oder Polymer), einem Materialgemisch oder aus übereinandergeschichteten Materialien bestehen. Insbesondere eignen sich härt­ bare Materialien, die in nicht-ausgehärtetem Zustand vorliegen oder in einen nicht-ausgehärteten Zustand überführt werden können, sowie Materialien, die Hafteigenschaften besitzen oder durch eine geeignete Behandlung Hafteigenschaf­ ten entwickeln können. Besonders geeignet sind Formteile, die aus einem ther­ misch härtbaren Material mit Schmelzklebeeigenschaft bestehen, ein solches Ma­ terial enthalten oder mit einem solchen Material beschichtet sind. Neben solchen Materialien, bei denen die Klebeeigenschaft durch eine Temperaturerhöhung her­ vorgerufen wird, eignen sich auch Harze oder Polymere, bei denen die Hafteigen­ schaft während des Verarbeitungsprozesses durch Druckeinwirkung oder durch eine chemische Behandlung erzeugt wird. Außerdem können Formteile verwendet werden, bei denen eine Schicht mit Hafteigenschaften durch Entfernen einer Schutzschicht (Releasefolie) zugänglich gemacht wird.The molded part according to the invention can be made of any, for the named Suitable material (resin or polymer), a mixture of materials or made of stacked materials exist. Hard are particularly suitable bare materials that are in the uncured state or in one uncured state can be transferred, as well as materials that Have adhesive properties or through appropriate treatment adhesive properties can develop. Moldings made from a ther mix curable material with hot melt adhesive property exist, such a measure contain material or are coated with such a material. Besides such Materials where the adhesive property is due to an increase in temperature Resins or polymers in which the adhesive dough is called are also suitable shaft during processing by pressure or by chemical treatment is generated. Molded parts can also be used in which a layer with adhesive properties by removing a Protective layer (release film) is made accessible.

Insbesondere eignen sich Harze und Polymere auf der Basis von z. B. Epoxiden, Acrylaten, Epoxyacrylaten, Polyamiden, Polyimiden, Polyestern, Siliconen, Eth­ ylen-Vinylacetat oder (Butadien-modifiziertem) Polystyrol sowie Phenolharze. Be­ sonders geeignet sind Epoxidharze.Resins and polymers based on e.g. B. epoxides, Acrylates, epoxy acrylates, polyamides, polyimides, polyesters, silicones, eth ylene vinyl acetate or (butadiene-modified) polystyrene and phenolic resins. Be epoxy resins are particularly suitable.

Die Wahl der für die Formteile verwendeten Materialien wird vom Fachmann un­ ter Berücksichtigung der Eigenschaften der zu verbindenden Komponenten und der erwünschten Eigenschaften der zu bildenden Struktur (z. B. erhöhte mechani­ sche oder thermische Belastbarkeit) getroffen. Insbesondere hängt die Wahl von der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche des Trägers und des Bauele­ ments ab. Außerdem werden unter Berücksichtigung der jeweiligen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Chip- und Trägermaterialien Harze oder Polymere mit geeigneten Glasübergangstemperaturen gewählt.The choice of the materials used for the molded parts will be un skilled taking into account the properties of the components to be connected and the desired properties of the structure to be formed (e.g. increased mechani or thermal load capacity). In particular, the choice depends on the chemical composition of the surface of the support and the component from. In addition, taking into account the respective thermal Expansion coefficients of the chip and carrier materials resins or polymers selected with suitable glass transition temperatures.

Die Schmelz-, Aushärtungs- und Hafteigenschaften von Epoxidharzen können über Art und Menge darin enthaltener Vernetzungsreagenzien kontrolliert wer­ den. Als Vernetzungsreagenzien eignen sich alle üblicherweise für die Vernetzung von Epoxidharzen eingesetzten chemischen Substanzen, insbesondere aber sol­ che, die zusätzlich noch Flußmitteleigenschaften besitzen, wie z. B. Substanzen aus der Gruppe der Diamine, der Polyamine und der intramolekularen Anhydride von Di- und Polycarbonsäuren.The melting, curing and adhesive properties of epoxy resins can who controls the type and amount of cross-linking reagents contained therein the. Crosslinking reagents are all usually suitable for crosslinking chemical substances used by epoxy resins, but especially sol  che, which also have flux properties, such as. B. substances from the group of diamines, polyamines and intramolecular anhydrides of di- and polycarboxylic acids.

Die Hafteigenschaften können durch Zusatz geeigneter Zusatzstoffe, wie z. B. Ko­ lophonium-, Kohlenwasserstoff- oder Cumaronharze, modifiziert werden.The adhesive properties can by adding suitable additives such. B. Ko Lophonium, hydrocarbon or coumarone resins can be modified.

Das erfindungsgemäße Formteil kann zusätzlich zu den genannten Materialien ein Flußmittel, ein Flußmittelgemisch oder eine ein Flußmittel enthaltende oder freisetzende Substanz enthalten. Das Flußmittel, das Flußmittelgemisch oder die ein Flußmittel enthaltende oder freisetzende Substanz kann homogen in dem Formteil verteilt sein oder sich in den Perforationen des Formteils befinden. Es können alle üblicherweise zum Löten verwendeten Flußmittel eingesetzt werden, so z. B. alkoholische oder wässrige Flußmittellösungen, die Kolophonium und/oder organische Säuren wie etwa gesättigte und ungesättigte aliphatische Mono- und Dicarbonsäuren, sowie aromatische Mono- und Dicarbonsäuren, enthalten. In Verbindung mit Formteilen, die aus einem Epoxidharz bestehen oder ein Epo­ xidharz enthalten, können insbesondere auch Diamine, Polyamine oder Anhydri­ de von Di- oder Polycarbonsäuren verwendet werden, denen gleichzeitig eine Funktion bei der Aushärtung des Harzes zukommt.The molding according to the invention can be in addition to the materials mentioned a flux, a flux mixture or a flux containing or releasing substance included. The flux, the flux mixture or the a flux-containing or releasing substance can be homogeneous in the Molding be distributed or are in the perforations of the molding. It all fluxes commonly used for soldering can be used, so z. B. alcoholic or aqueous flux solutions, the rosin and / or organic acids such as saturated and unsaturated aliphatic mono- and dicarboxylic acids, as well as aromatic mono- and dicarboxylic acids. In connection with molded parts, which consist of an epoxy resin or an epo contain oxide resin, in particular diamines, polyamines or anhydrides de of di- or polycarboxylic acids are used, which at the same time Function in the curing of the resin.

Der Vorteil der Verwendung von Formteilen mit darin enthaltenen Flußmitteln be­ steht darin, daß hierdurch die Notwendigkeit entfällt, den Träger oder die An­ schlüsse der Bauelemente in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt mit Fluß­ mitteln zu behandeln. Es entfallen außerdem Reinigungsschritte, die nach einem direkten Auftrag von Flußmitteln, z. B. auf Leiterplatten, notwendig sein können. Der Bestückungsprozeß wird beschleunigt und vereinfacht.The advantage of using molded parts with flux contained therein is that this eliminates the need for the carrier or the An close the components in an additional processing step with flow to treat means. There are also no cleaning steps after a direct application of fluxes, e.g. B. on circuit boards, may be necessary. The assembly process is accelerated and simplified.

Des weiteren kann das erfindungsgemäße Formteil Substanzen enthalten, die die Wärmeleitfähigkeit erhöhen. Solche Substanzen sind dem Fachmann bekannt und können, angepaßt an die konkreten Erfordernisse, in Art und Menge variabel gewählt werden. Beispiele für üblicherweise eingesetzte Substanzen sind Alumini­ umnitrid, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid.Furthermore, the molded part according to the invention can contain substances which Increase thermal conductivity. Such substances are known to the person skilled in the art and, depending on the specific requirements, can vary in type and quantity to get voted. Examples of commonly used substances are aluminum umnitride, silicon dioxide and aluminum oxide.

Das erfindungsgemäße Formteil weist Perforationen auf, durch die die Lothügel der Bauelemente mit dem Träger in Kontakt treten. Diese Perforationen sind dem­ zufolge in einem Muster in das Formteil eingebracht, das dem Muster der Lothü­ gel auf dem Flip-Chip bzw. dem Muster der Balls an dem BGA-Bauelement ent­ spricht.The molding according to the invention has perforations through which the solder bump of the components come into contact with the carrier. These perforations are that according to a pattern in the molded part that matches the pattern of the Lothü  gel on the flip chip or the pattern of the balls on the BGA component speaks.

Die genauen räumlichen Abmessungen des jeweils verwendeten Formteils werden in Anpassung an Art, Form und Größe des zu befestigenden Bauelements und an Form, Größe, Zahl und geometrische Anordnung der Lothügel bzw. Balls gewählt.The exact spatial dimensions of the molded part used are in adaptation to the type, shape and size of the component to be fastened and to Shape, size, number and geometric arrangement of the solder bumps or balls selected.

Die Perforationen können z. B. durch photolithographische Techniken, durch Ätz­ techniken, durch mechanisches Stanzen, durch Stanzen mit Laserlicht oder durch andere, dem Fachmann geläufige Techniken erzeugt werden. Selbstver­ ständlich können auch alle zuvor genannten Verfahren nicht nur an den bereits in Form und Größe den zu verbindenden Bauelementen angepaßten Formteilen, sondern auch an den Rohmaterialien, wie z. B. Folien oder sonstigen flächigen Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Formteile durchgeführt werden. Wer­ den die Formteile oder die Ausgangsmaterialien für die Formteile durch ein Gieß­ verfahren erzeugt, können bereits bei diesem Schritt entsprechende Aussparun­ gen erzeugt werden.The perforations can e.g. B. by photolithographic techniques, by etching techniques, by mechanical punching, by punching with laser light or by other techniques known to those skilled in the art. Self ver Of course, all of the above methods can not only be performed on the already shape and size adapted to the components to be connected, but also on the raw materials, such as B. foils or other flat Starting materials for the production of the molded parts are carried out. Who the molded parts or the starting materials for the molded parts by casting process generated, corresponding recesses can already be made in this step gene generated.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das wie zuvor beschrieben zu­ sammengesetzte Formteil zuerst auf den Träger aufgebracht. Dies kann insbeson­ dere während des üblichen SMD-Bestückungsprozesses und mit üblichen Typbe­ stückautomaten erfolgen. Danach erfolgt, ebenfalls im Rahmen des üblichen Bestückungsprozesses und unter Verwendung üblicher Bestückungsautomaten, das Aufsetzen des Bauelements. Alternativ kann das Formteil auch zuerst auf das Bauelement und dann zusammen mit dem Bauelement auf den Träger appliziert werden. Das Anbringen des erfindungsgemäßen Formteils oder einer Struktur aus diesem Formteil und dem jeweiligen Bauelement auf dem Träger im Rahmen des üblichen Bestückungsprozesses erfordert folglich keinen zusätzlichen apparativen und einen im Vergleich zum konventionellen Unterfüllen vernachlässigbaren zu­ sätzlichen zeitlichen Aufwand.According to one embodiment of the invention, this becomes as described above assembled molding first applied to the carrier. In particular, this can during the usual SMD assembly process and with the usual type piece machines take place. After that, also within the usual Assembly process and using conventional assembly machines, the placement of the component. Alternatively, the molded part can be first on the Component and then applied together with the component on the carrier will. The attachment of the molded part according to the invention or a structure this molding and the respective component on the carrier in the context of The usual assembly process therefore does not require any additional equipment and a negligible compared to conventional underfilling additional time expenditure.

Im Falle der Verwendung von Materialien, die Schmelzklebeeigenschaften besit­ zen, erfolgt vor der Bestückung des Trägers oder des Bauelements mit dem Form­ teil oder des Trägers mit der Struktur aus Formteil und Bauelement eine thermi­ sche Voraktivierung, durch die das Formteil weich und klebrig wird. Nach Aufset­ zen des Formteils auf dem Bauelement und/oder dem Träger wird damit ein Ver­ rutschen von Bauelement und/oder Träger erschwert. Hierdurch wird ein hoher Grad an Positioniergenauigkeit erreicht.In the case of using materials that have hot melt adhesive properties zen, takes place before the mounting of the carrier or the component with the form part or of the carrier with the structure of molded part and component a thermi preactivation, which makes the molded part soft and sticky. After attachment Zen of the molded part on the component and / or the carrier is thus a Ver slipping of component and / or carrier difficult. This will make a high one  Degree of positioning accuracy achieved.

Im Falle der Verwendung thermisch aushärtbarer Materialien wird nach dem Bestücken des Trägers mit dem Formteil und dem zu verankernden Bauelement die so zusammengesetzte Struktur erhitzt, wodurch eine Aushärtung des Form­ teils und damit eine stabile mechanische Verbindung des Bauelements mit dem Träger erfolgt. Das Erhitzen kann im Rahmen des Lötprozesses (s. unten) oder unabhängig davon erfolgen.In the case of the use of thermally curable materials, the Equipping the support with the molded part and the component to be anchored the structure thus assembled heats up, causing the mold to harden partly and thus a stable mechanical connection of the component with the Carrier done. Heating can be carried out as part of the soldering process (see below) or regardless of this.

Des weiteren kann das Formteil aus einem Harz oder Polymer bestehen, das auch ohne vorherige physikalische oder chemische Einwirkung Klebeeigenschaft besitzt oder mit einem solchen Material beschichtet ist. In diesem Fall werden die kle­ benden Oberflächen derartiger Formteile zweckmäßigerweise mit einer Schutz­ schicht, z. B. einer Releasefolie, beschichtet, um Verschmutzungen und einen Ver­ lust der Klebeeigenschaften während der Herstellung, Lagerung oder Verarbei­ tung zu vermeiden. Die Schutzschicht wird vor dem Befestigen des Formteils auf dem Träger und/oder dem Bauelement entfernt.Furthermore, the molded part can consist of a resin or polymer, which also has adhesive properties without prior physical or chemical influence or is coated with such a material. In this case, the small end surfaces of such molded parts expediently with a protection layer, e.g. B. a release film, coated to dirt and a Ver desire of the adhesive properties during manufacture, storage or processing avoidance. The protective layer is applied before attaching the molded part the carrier and / or the component removed.

Die über ein Formteil mechanisch miteinander zu verbindenden Bauelement-Trä­ ger-Gruppen werden bevorzugt durch einen Lötprozeß elektrisch miteinander ver­ bunden. Hierzu werden z. B. Flip-Chips, wie zuvor beschrieben, an den Anschluß­ stellen mit Lotpaste versehen, die dann zu Lothügeln umgeschmolzen wird. Das erfindungsgemäße Formteil wird dann an dem mit Lothügeln versehenen Flip- Chip oder an dem BGA-Element, das an der Unterseite Balls aufweist, so ange­ bracht, daß die Lothügel bzw. die Balls in den Perforationen zu liegen kommen. Anschließend wird diese Struktur auf den Träger aufgetragen. Alternativ dazu kann das Formteil zuerst auf dem Träger angebracht werden und anschließend das Bauelement unter Einführen der Lothügel bzw. Balls in die Perforationen auf dem Formteil angebracht werden. Geeigneterweise besitzt das Formteil eine den Ausmaßen der Lothügel bzw. Balls angepaßte Dicke. Insbesondere besitzt es eine solche Dicke, daß die Lothügel bzw. Balls das Formteil gerade durchspannen. Ebenso ist die Form und der Durchmesser der Perforationen den Ausmaßen der Lothügel bzw. Balls angepaßt. Selbstverständlich können die zu verlötenden An­ schlußstellen nicht nur in Form von Lothügeln oder Balls, sondern auch in ande­ ren geometrischen Formen vorliegen.The component carrier to be mechanically connected to one another via a molded part ger groups are preferably electrically interconnected by a soldering process bound. For this purpose, e.g. B. flip chips, as previously described, to the connector place with solder paste, which is then melted into solder bumps. The molding according to the invention is then on the flap provided with solder bumps Chip or attached to the BGA element, which has balls on the underside brings that the solder mounds or the balls come to rest in the perforations. This structure is then applied to the carrier. Alternatively the molded part can be attached to the carrier first and then the component by inserting the solder bumps or balls into the perforations be attached to the molded part. The molded part suitably has a Thicknesses adapted to the dimensions of the solder bumps or balls. In particular, it has one such a thickness that the solder bumps or balls just span the molded part. Likewise, the shape and diameter of the perforations are the dimensions of the Adjusted solder mound or balls. Of course, the An to be soldered closing points not only in the form of solder mounds or balls, but also in others other geometric shapes.

Die Erzeugung der elektrischen Verbindungen zwischen Bauelementen und Trä­ ger erfolgt durch einen Lötprozeß, z. B. durch Reflow-Löten. Gleichzeitig mit dem Reflow-Löten oder in einem getrennten Schritt kann gegebenenfalls der zuvor be­ schriebene Prozeß des Aushärtens des Formteils erfolgen.The creation of electrical connections between components and trä ger is done by a soldering process, eg. B. by reflow soldering. Simultaneously with that  Reflow soldering or in a separate step may be the previously Written process of curing the molded part.

Enthält das Formteil keine als Flußmittel wirkende Substanzen, so wird vor dem Auftragen des Formteils oder der Formteil-Bauelement-Struktur der Träger gemäß bekannter Verfahren mit Flußmittel benetzt. Alternativ können die Lothügel oder Balls auch zuerst in ein Flußmittel eingetaucht und anschließend auf den Träger aufgesetzt werden.If the molded part does not contain any substances that act as fluxes, the Applying the molded part or the molded part component structure of the carrier according to known methods wetted with flux. Alternatively, the solder mounds or Balls are also first immersed in a flux and then on the carrier be put on.

Enthält das Formteil, wie zuvor beschrieben, Substanzen, die als Flußmittel wir­ ken, so sind zusätzliche Schritte des Flußmittelauftrags nicht mehr erforderlich. Auf diese Weise wird eine weitere Vereinfachung und Beschleunigung des Bestückungs­ vorgangs erreicht.As described above, the molded part contains substances that we use as fluxes additional steps of the flux application are no longer necessary. This will further simplify and speed up assembly process reached.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Formteil hergestellt und auf einen Flip-Chip aufgebracht, indem ein noch nicht ausgehär­ tetes, also noch flüssiges oder zähflüssiges Harz oder Polymer der oben erläuter­ ten Art auf einen bereits mit Lothügeln versehenen Wafer aufgetragen wird. Dabei umfließt das Harz bzw. Polymer die Lothügel. Anschließend wird diese Schicht, je nach verwendetem Harz oder Polymer durch Behandlung chemischer oder physi­ kalischer Art, in einen ausgehärteten oder teilausgehärteten Zustand überführt. Beim späteren Zerkleinern des Wafers zu einzelnen Chips gemäß herkömmlicher Verfahren wird gleichzeitig die Harz- bzw. Polymerbeschichtung zu auf den Flip- Chips befindlichen Formteilen zerteilt.According to a special embodiment, the molded part according to the invention manufactured and applied to a flip chip by not yet cured tetes, so still liquid or viscous resin or polymer of the above ten type is applied to a wafer already provided with solder bumps. Here the resin or polymer flows around the solder bump. Then this layer, each after used resin or polymer by treatment chemical or physi of calic nature, converted into a hardened or partially hardened state. When the wafer is subsequently shredded into individual chips in accordance with conventional methods The process simultaneously applies the resin or polymer coating to the flip Shaped molded parts divided.

So kann z. B. ein Epoxidharz in flüssigem Zustand auf den Wafer aufgetragen und anschließend in einen festen Zustand, in dem das Material aber noch schmelzbar und in Wärme formbar ist (B-Zustand) überführt werden. Die Aushärtung kann dann nach Zerteilen des Wafers einschließlich der Epoxidharzschicht und nach Aufbringen der Struktur aus Flip-Chip und Harzformteil auf den Träger erfolgen.So z. B. applied an epoxy resin in the liquid state on the wafer and then in a solid state in which the material is still meltable and can be shaped into heat (B state). The curing can then after dicing the wafer including the epoxy layer and after Apply the structure of flip chip and molded resin part on the carrier.

Gemäß einer Variante der zuvor beschriebenen besonderen Ausführungsform wird das noch flüssige Harz oder Polymer in einer solchen Dicke auf den Wafer aufgetragen, daß die Lothügel gerade bedeckt sind. In diesem Fall ist es vorteil­ haft, ein Harz- oder Polymermaterial zu verwenden, das durch Erhitzen klebfähig gemacht werden kann und das lötfähig ist. Demgemäß wird zuerst der Wafer zu­ sammen mit der entsprechenden Harz- oder Polymerbeschichtung zerteilt, die Struktur aus Chip und dem resultierenden Formteil erhitzt und auf den Träger aufgeklebt (oder auch ohne Erhitzen nur auf den Träger aufgesetzt) und schließ­ lich durch einen Lötprozeß eine elektrisch leitende Verbindung der Lothügel der Chips über das lötfähige Harz- oder Polymermaterial mit den Anschlüssen auf dem Träger hergestellt. Natürlich können einzelne dieser Schritte auch kombi­ niert werden oder die Reihenfolge geändert werden. Insbesondere kann durch ei­ nen einzigen Erhitzungsschritt sowohl die mechanische, als auch die elektrische Verbindung erzeugt werden.According to a variant of the special embodiment described above the liquid resin or polymer is applied to the wafer in such a thickness plotted that the solder mounds are just covered. In this case it is an advantage adheres to use a resin or polymer material that is adhesive by heating can be made and that is solderable. Accordingly, the wafer is closed first cut together with the appropriate resin or polymer coating, the  Structure of chip and the resulting molded part heated and on the carrier glued on (or just placed on the carrier without heating) and close Lich an electrically conductive connection of the solder bumps by a soldering process Chips over the solderable resin or polymer material with the connections manufactured the carrier. Of course, some of these steps can also be combined be renated or the order changed. In particular, by ei NEN single heating step, both mechanical and electrical Connection are created.

Gemäß einer zweiten Variante der zuvor beschriebenen besonderen Ausführungs­ form wird das noch flüssige Harz oder Polymer in einer solchen Dicke auf den Wafer aufgetragen, daß die Lothügel die Oberfläche der aufgetragenen Schicht et­ was, d. h. um ca. 10 bis 100 µm, überragen. Anschließend werden Wafer und Be­ schichtung in herkömmlicher Weise zerteilt und auf einen Gurt aufgebracht. Der bei dieser Variante zu verwendende Gurt ist entweder über die gesamte Fläche oder entsprechend der Oberflächenabmessungen der aufzubringenden Chips mit einem lötfähigen Haftkleber beschichtet, der beim Herausnehmen der Chips, z. B. durch einen Bestückungsautomaten, an der harz-/polymerbeschichteten Oberflä­ che der Chips haften bleibt. Anschließend erfolgt ähnlich wie bei der zuvor be­ schriebenen Variante ein Verlöten der Chips über die Lothügel und den lötfähigen Haftkleber mit den Anschlüssen auf dem Träger.According to a second variant of the special embodiment described above the still liquid resin or polymer is applied to the mold in such a thickness Wafer applied that the solder bump et the surface of the applied layer what, d. H. protrude by approx. 10 to 100 µm. Then the wafer and Be Layered in a conventional manner and applied to a belt. Of the In this variant, the belt to be used is either over the entire surface or according to the surface dimensions of the chips to be applied coated with a solderable pressure sensitive adhesive which, when the chips are removed, e.g. B. by an automatic pick and place machine on the resin / polymer coated surface surface of the chips sticks. This is followed similarly to the previous one variant wrote a soldering of the chips over the solder bump and the solderable Pressure sensitive adhesive with the connections on the carrier.

Diese Variante besitzt den Vorteil, daß für die Harz- oder Polymerbeschichtung ein Material verwendet werden kann, das keine verlötbaren Komponenten besitzt. Stattdessen kann das Harz-/Polymermaterial mit wärmeleitfähigen Substanzen, wie z. B. AlN, Al2O3 oder SiO2, gefüllt werden.This variant has the advantage that a material that has no solderable components can be used for the resin or polymer coating. Instead, the resin / polymer material can be mixed with thermally conductive substances, such as. B. AlN, Al 2 O 3 or SiO 2 can be filled.

Als lötfähiger Haftkleber wird vorzugsweise ein Klebstoffmaterial verwendet, das durch Erhitzen vernetzt wird, so daß ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Va­ riante das mechanische und elektrische Verbinden der Chips auf dem Träger durch eine geeignete, flexibel gestaltbare Abfolge von Erhitzungsschritten gewähr­ leistet werden kann. So kann die mechanische und elektrische Verbindung z. B. gleichzeitig im Rahmen des Reflow-Prozesses erfolgen.An adhesive material is preferably used as the solderable pressure sensitive adhesive is crosslinked by heating, so that similar to the Va riante the mechanical and electrical connection of the chips on the carrier through a suitable, flexibly configurable sequence of heating steps can be achieved. So the mechanical and electrical connection z. B. at the same time as part of the reflow process.

Soll eine Reparatur (Rework) der elektrischen Verbindungen zwischen Chip und Träger ermöglicht werden, so ist es von Vorteil, einen Haftkleber aus einem nicht- vernetzenden Material zu verwenden. Is a repair (rework) of the electrical connections between the chip and Carrier are made possible, it is advantageous to remove a pressure sensitive adhesive from a non- to use cross-linking material.  

Gemäß einer dritten Variante der zuvor beschriebenen besonderen Ausführungs­ form wird der Wafer mit einem Harz- oder Polymermaterial beschichtet, das nach Übergang in einen (teil)ausgehärteten Zustand Klebeeigenschaften besitzt. An­ schließend wird dieses Material mit einer Releasefolie beschichtet, durch die das Harz bzw. Polymer klebfähig gehalten und vor Verunreinigungen geschützt wird. Diese Folie wird vor dem Auftragen der Chips auf den Träger entfernt. Diese Vari­ ante bietet den Vorteil, daß die Chips schon vor einem Erhitzungsschritt an dem Träger haften und so ein Verrutschen bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten verhindert wird.According to a third variant of the special embodiment described above form the wafer is coated with a resin or polymer material, which after Transition to a (partially) cured state has adhesive properties. On finally this material is coated with a release film, through which the Resin or polymer is kept adhesive and protected from contamination. This film is removed before the chips are applied to the carrier. This Vari ante offers the advantage that the chips are already on the heating step Carriers stick and thus slip during subsequent processing steps is prevented.

Das Harz- oder Polymermaterial wird bei dieser Variante vorzugsweise in einer Schichtdicke aufgetragen, die der Höhe der Lothügel in etwa entspricht. Des wei­ teren ist es auch hier möglich, ein mit thermisch leitfähigen Stoffen versetztes Harz- oder Polymermaterial zu verwenden.The resin or polymer material is preferably in one in this variant Layer thickness applied, which corresponds approximately to the height of the solder bump. The white It is also possible to add a thermally conductive material Use resin or polymer material.

Bei allen Varianten dieser Ausführungsform kann das Auftragen der Harz-/Poly­ merschicht auf den Wafer mit herkömmlichen Verfahren, z. B. durch Spin-Coa­ ting, erfolgen.In all variants of this embodiment, the application of the resin / poly layer on the wafer using conventional methods, e.g. B. by spin-Coa ting, done.

Gegenstand der Erfindung ist gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ein Formteil, das zur mechanischen Verankerung und zusätzlich zur Ummante­ lung des Bauelements dient. Hierzu ist das zuvor beschriebene Formteil gemäß dieser Ausführungsform so dimensioniert und geformt, daß es nicht nur an der Verbindungsstelle zwischen Bauelement und Träger am Bauelement anliegt, son­ dern daß es auch Bereiche außerhalb dieser Verbindungsstelle zu ummanteln ge­ eignet ist. Die Ummantelung kann partiell oder vollständig sein. Die Ummante­ lung des Bauelements mit dem Formteil kann vor dem Bestücken eines Trägers mit dem Bauelement erfolgen. Alternativ dazu kann das Formteil zuerst in der oben beschriebenen Weise zwischen Träger und Bauelement zu liegen kommen und in einem nachfolgenden Schritt so umgeformt werden, daß eine Ummante­ lung des Bauelement auch an Seiten erfolgt, die vom Träger abgewandt sind. Ins­ besondere wird ein solches Formteil zur Befestigung und Ummantelung von Flip- Chips eingesetzt.The invention relates to a further particular embodiment a molded part that is used for mechanical anchoring and in addition to the casing tion of the component is used. For this purpose, the previously described molded part is in accordance with this embodiment dimensioned and shaped so that it is not only at the Connection point between component and carrier on the component, son that it also encapsulate areas outside this junction is suitable. The casing can be partial or complete. The coat development of the component with the molded part can be carried out before loading a carrier done with the component. Alternatively, the molded part can first in the way described above come to lie between the carrier and the component and are reshaped in a subsequent step so that a sheath development of the component also takes place on sides facing away from the carrier. Ins Such a molded part for fastening and sheathing flip- Chips used.

Der zusätzliche Vorteil dieser speziellen Ausführungsform ist, daß Bauelemente durch eine Ummantelung vor mechanischen und chemischen Belastungen und, sofern das Formteil thermisch leitfähige Substanzen enthält, vor thermischen Be­ lastungen geschützt werden. Werden Chips gleich nach der Produktion mit sol­ chen Ummantelungen versehen, so sind sie dadurch besser vor einer Beschädi­ gung bei nachfolgenden Transport- oder Verarbeitungsschritten geschützt. Insbe­ sondere werden Silicium-Absplitterungen verhindert. Ein durch das erfindungsge­ mäße Formteil ummantelter Chip beansprucht darüberhinaus im Vergleich zu in konventionellen Gehäusen untergebrachten Chips deutlich weniger Platz auf ei­ ner Leiterplatte. Dies stellt aus den eingangs genannten Gründen einen erhebli­ chen Vorteil dar.The additional advantage of this special embodiment is that components through a casing against mechanical and chemical loads and, if the molded part contains thermally conductive substances, before thermal loading  loads are protected. If chips are used with sol Chen coverings, so they are better from damage protected during subsequent transport or processing steps. In particular in particular, silicon chips are prevented. One by the fiction Furthermore, the molded part encased chip claims in comparison to in Conventional packages contain chips significantly less space on egg ner circuit board. For the reasons mentioned at the outset, this is a considerable challenge Chen advantage.

Insgesamt bestehen Vorteile der Verwendung von Formteilen in den oben darge­ stellten Ausführungsformen erstens darin, daß das Unterfüllen elektronischer Bauelemente mit flüssigen Materialien vermieden wird. Zweitens kann durch Ver­ wendung von Formteilen gemäß der Erfindung eine mechanische Verbindung zwi­ schen Bauelement und Träger, ein Verlöten von Bauelement und Träger über Lothügel bzw. Balls und ein Fluxen der zu verlötenden Anschlußstellen und Lote durch in den Formteilen enthaltene Flußmittel in einem einzigen Schritt erfolgen, z. B. durch Erhitzen der Struktur aus Träger, Formteil und Bauelement im Rah­ men eines Reflow-Lötprozesses. Hierdurch wird der Produktionsprozeß deutlich vereinfacht und beschleunigt. Durch die Verwendung geeigneter härtbarer, schmelzklebender Harze oder Polymere und die Wahl eines geeigneten Tempera­ turverlaufs beim Löt- und Aushärtungsprozeß kann außerdem erreicht werden, daß das Lot vor dem Aushärten des Harzes zu fließen beginnt. Auf diese Weise wird auch bei nicht völlig exakter Ausrichtung des Bauelements auf dem Träger eine stabile elektrisch leitende Verbindung erzielt.Overall, there are advantages to using molded parts in the above Darge First, embodiments presented that the underfilling is electronic Components with liquid materials is avoided. Second, through Ver Use of molded parts according to the invention a mechanical connection between The component and carrier, soldering the component and carrier over Solder mounds or balls and a fluxing of the connection points and solders to be soldered by flux contained in the molded parts in a single step, e.g. B. by heating the structure of the carrier, molded part and component in the frame a reflow soldering process. This makes the production process clear simplified and accelerated. By using suitable hardenable, hot melt resins or polymers and the choice of a suitable tempera the course of the door during the soldering and curing process can also be achieved that the solder begins to flow before the resin hardens. In this way is even when the component is not completely exactly aligned on the carrier achieved a stable electrically conductive connection.

Gegenstand der Erfindung sind außerdem Strukturen, die aus einem Flip-Chip oder einem BGA-Gehäuse und einem Formteil der zuvor beschriebenen Art beste­ hen. Insbesondere sind auch solche Strukturen Gegenstand der Erfindung, bei denen das Formteil mindestens an der dem Bauelement abgewandten Seite mit einem Haftkleber und einer darüberliegenden Schutzschicht, z. B. in Form einer Releasefolie, beschichtet ist. In diesem Fall wird die Klebeschicht vor dem Bestücken des Trägers durch Entfernen der Schutzschicht freigelegt.The invention also relates to structures consisting of a flip chip or a BGA housing and a molded part of the type described above best hen. In particular, such structures are also the subject of the invention which the molded part with at least on the side facing away from the component a pressure sensitive adhesive and an overlying protective layer, e.g. B. in the form of a Release film, is coated. In this case, the adhesive layer before Load the carrier by removing the protective layer.

Außerdem sind Gegenstand der Erfindung Strukturen, die aus einem Flip-Chip oder einem BGA-Gehäuse, einem Formteil der oben beschriebenen Art und einem Träger bestehen. The invention also relates to structures consisting of a flip chip or a BGA housing, a molded part of the type described above and one Bearers exist.  

Wie zuvor beschrieben können Bauelement-Formteil-Strukturen durch Bestücken eines Formteils mit mindestens einem Bauelement erhalten werden. Im Falle von Flip-Chips als Bauelementen besteht darüber hinaus die Möglichkeit, Chip-Form­ teil-Strukturen durch Beschichten eines Wafers mit einer Harz- oder Polymer­ schicht und Zerteilen des beschichteten Wafers herzustellen. Die Bestückung von Trägern mit solchen Strukturen kann mit Techniken und Geräten erfolgen, die üblicherweise für die Bestückung von Trägern mit Bauelementen eingesetzt wer­ den, wie etwa einem "Chip-Shooter".As described above, component-molded part structures can be assembled a molded part can be obtained with at least one component. In case of Flip chips as components also have the option of chip shape Part structures by coating a wafer with a resin or polymer layer and dicing the coated wafer. The assembly of Carriers with such structures can be done using techniques and equipment that Usually used for equipping carriers with components like a "chip shooter".

Strukturen aus Träger, Formteil und Bauelement können durch Bestücken eines Trägers mit mindestens einer Struktur aus Bauelement und Formteil oder durch Bestücken eines Trägers mit mindestens einem Formteil und anschließendem Bestücken der Formteile mit Bauelementen erhalten werden.Structures made of carrier, molded part and component can be equipped with one Carrier with at least one structure of component and molded part or by Equipping a carrier with at least one molded part and subsequent Equipping the molded parts with components can be obtained.

Wie beschrieben stellt die Erfindung ein Formteil und ein Verfahren bereit, über das in einem oder in mehreren Schritten Bauelemente auf Trägern, insbesondere auf Leiterplatten, mechanisch verankert werden, ohne daß ein nachträgliches Un­ terfüllen der Bauelemente erforderlich ist. Im Ergebnis wird damit das Bestückungs­ verfahren beschleunigt, vereinfacht und flexibler gestaltbar.As described, the invention provides a molding and a method for the components in one or more steps on supports, in particular on PCBs, mechanically anchored without a subsequent Un the components are required. The result is the assembly process accelerated, simplified and more flexible.

Claims (27)

1. Flächiges Formteil, das beim Bestücken eines Trägers für elektronische Bauelemente zwischen dem Träger und mindestens einem Bauelement zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil im Layout der zu bildenden elektrischen Verbindungen Perforationen aufweist.1. Flat molded part that comes to rest when fitting a carrier for electronic components between the carrier and at least one component, characterized in that the molded part has perforations in the layout of the electrical connections to be formed. 2. Formteil nach Anspruch 1, das aus mindestens einem härtbaren Harz oder Polymer besteht oder ein härtbares Harz oder Polymer enthält.2. Molding according to claim 1, which consists of at least one curable resin or Polymer exists or contains a curable resin or polymer. 3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Material, das Hafteigenschaften besitzt oder das bei Einwirken von Wärme oder Druck oder durch chemische Behandlung Hafteigenschaften entwickelt.3. Molding according to claim 1 or 2, consisting of a material that Has adhesive properties or when exposed to heat or pressure or developed adhesive properties by chemical treatment. 4. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Formteil aus mindestens einem Harz oder Polymer ausgewählt aus einer Gruppe beste­ hend aus Harzen oder Polymeren auf der Basis von Epoxiden, Acrylaten, Epoxyacrylaten, Polyamiden, Polyimiden, Polyestern, Siliconen, Ethylen-Vinylace­ tat und (Butadien-modifiziertem) Polystyrol sowie Phenolharzen besteht, ein sol­ ches Harz oder Polymer enthält oder mit einem solchen Harz oder Polymer be­ schichtet ist.4. Molding according to at least one of claims 1 to 3, wherein the molding best of at least one resin or polymer selected from a group based on resins or polymers based on epoxides, acrylates, Epoxy acrylates, polyamides, polyimides, polyesters, silicones, ethylene vinyllace tat and (butadiene-modified) polystyrene and phenolic resins, a sol contains resin or polymer or be with such a resin or polymer is layered. 5. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, das ein Flußmit­ tel, ein Flußmittelgemisch oder eine ein Flußmittel enthaltende oder freisetzende Substanz enthält.5. Molding according to at least one of claims 1 to 4, which is a flux tel, a flux mixture or a flux containing or releasing Contains substance. 6. Formteil nach Anspruch 5, bei dem sich das Flußmittel, das Flußmittelge­ misch oder die ein Flußmittel enthaltende oder freisetzende Substanz in den Per­ forationen des Formteils befindet,6. Molding according to claim 5, wherein the flux, the flux gene mix or the flux containing or releasing substance in the Per formations of the molded part, 7. Formteil nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Flußmittel eines aus der Stoffgruppe der Diamine, der Polyamine oder der Anhydride von Di- oder Polycar­ bonsäuren ist.7. Molding according to claim 5 or 6, wherein the flux is one of the Substance group of diamines, polyamines or anhydrides of di- or polycar is acidic. 8. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, das eine oder mehrere thermisch leitfähige Substanzen enthält. 8. Molding according to at least one of claims 1 to 7, the one or contains several thermally conductive substances.   9. Formteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Perfo­ rationen durch photolithographische Techniken, durch Ätztechniken, durch me­ chanisches Stanzen oder durch Stanzen mit Laserlicht erzeugt werden.9. Molding according to at least one of claims 1 to 8, in which the Perfo rations by photolithographic techniques, by etching techniques, by me mechanical punching or by punching with laser light. 10. Formteil nach mindestens einem der Anspüche 1 bis 9, das so geformt ist, daß damit eine teilweise oder vollständige Ummantelung des zu befestigenden Bauelements erfolgen kann.10. molded part according to at least one of claims 1 to 9, which is shaped that a partial or complete sheathing of the to be fastened Component can be done. 11. Struktur, bestehend aus einem Bauelement und einem Formteil gemäß An­ spruch 1.11. Structure consisting of a component and a molded part according to An saying 1. 12. Struktur nach Anspruch 11, bei der das Formteil aus einem Harz oder Polymer besteht oder mit einem Harz oder Polymer beschichtet ist, das Klebeei­ genschaft besitzt und mit einer Releasefolie beschichtet ist.12. The structure of claim 11, wherein the molded part is made of a resin or Polymer consists or is coated with a resin or polymer, the adhesive egg possesses property and is coated with a release film. 13. Struktur, bestehend aus einem Träger, mindestens einem elektronischen Bauelement und mindestens einem Formteil gemäß Anspruch 1.13. Structure consisting of a carrier, at least one electronic Component and at least one molded part according to claim 1. 14. Struktur nach Anspruch 13, bei der der Träger eine Leiterplatte und das Bauelement ein Flip-Chip oder ein Ball-Grid-Array-Bauelement ist.14. The structure of claim 13, wherein the carrier is a circuit board and the Component is a flip chip or a ball grid array component. 15. Verfahren zum Bestücken eines Trägers für elektronische Bauelemente mindestens umfassend das
Bereitstellen eines flächigen Formteils mit Perforationen, deren Flächenver­ teilung auf dem Formteil dem Layout der zu bildenden Schaltung angepaßt ist und
Einbringen des Formteils zwischen den Träger und das dem Formteil zuge­ ordnete Bauelement.15. A method for populating a carrier for electronic components at least comprising
Providing a flat molded part with perforations, the area distribution on the molded part is adapted to the layout of the circuit to be formed and
Introducing the molded part between the carrier and the component assigned to the molded part. 16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem vor dem Anbringen des Bauelements auf einer Struktur bestehend aus Träger und Formteil diese Struktur aus Träger und Formteil erhitzt wird.16. The method according to claim 15, in which prior to attaching the component on a structure consisting of carrier and molded part, this structure of carrier and molding is heated. 17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Struktur aus Bauelement, Form­ teil und Träger erhitzt wird.17. The method according to claim 16, wherein the structure of component, form part and carrier is heated. 18. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem vor dem Anbringen des Formteils auf dem Träger und/oder auf dem Bauelement eine Releasefolie von mindestens einer Oberfläche des Formteils entfernt wird.18. The method according to claim 15, in which before the molding is attached  the carrier and / or on the component a release film of at least one Surface of the molded part is removed. 19. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Perforationen durch photolitho­ graphische Techniken, durch Ätztechniken, durch mechanisches Stanzen oder durch Stanzen mit Laserlicht erzeugt werden.19. The method of claim 15, wherein the perforations by photolitho graphic techniques, by etching techniques, by mechanical stamping or can be generated by punching with laser light. 20. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem zur Bereitstellung des Formteils mit Perforationen
ein flüssiges oder zähflüssiges, härtbares Harz oder Polymer auf einen mit Lothügeln versehenen Wafer aufgetragen und in einen teilweise oder vollständig ausgehärteten Zustand überführt wird und
die Zerteilung der so hergestellten Harz- oder Polymerbeschichtung zu Formteilen mit der Zerteilung des Wafers zu Chips erfolgt.20. The method according to claim 15, in which to provide the molded part with perforations
a liquid or viscous, curable resin or polymer is applied to a wafer provided with solder bumps and is brought into a partially or fully cured state and
the resin or polymer coating produced in this way is divided into molded parts with the wafer being divided into chips. 21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Harz oder Polymer lötfähig ist und nach dem Auftragen die Lothügel gerade bedeckt.21. The method of claim 20, wherein the resin or polymer is solderable and just covered the solder mounds after application. 22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem vor dem Bestücken des Trägers mit den harz- oder polymerbeschichteten Chips die Harz- oder Polymerschicht durch Erhitzen klebfähig gemacht wird.22. The method according to claim 21, in which prior to loading the carrier with the resin or polymer coated chips through the resin or polymer layer Heating is made adhesive. 23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem
das Harz oder Polymer in einer Weise auf den Wafer aufgetragen wird, daß die Lothügel die Harz- oder Polymerschicht um ca. 10 bis 100 µm überragen,
die Chips nach Zerteilen des Wafers auf einen Gurt aufgebracht werden, der mit einem Haftkleber beschichtet ist und
beim Herausnehmen der Chips aus dem Gurt der Haftkleber auf der Harz- bzw. Polymerschicht haften bleibt.23. The method according to claim 20, wherein
the resin or polymer is applied to the wafer in such a way that the solder bumps project beyond the resin or polymer layer by approximately 10 to 100 μm,
after the wafer has been cut up, the chips are applied to a belt which is coated with a pressure sensitive adhesive and
when the chips are removed from the belt, the pressure sensitive adhesive sticks to the resin or polymer layer. 24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Haftkleber aus einem nichtver­ netzenden Polymer besteht.24. The method of claim 23, wherein the pressure sensitive adhesive consists of a non-ver wetting polymer. 25. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem
das Harz oder Polymer nach Auftragen auf den Wafer und teilweiser oder vollständiger Aushärtung Klebeeigenschaften besitzt und
die aufgetragene Harz- oder Polymerbeschichtung vor dem Zerteilen des Wafers und der Harz- oder Polymerbeschichtung mit einer Releasefolie beschich­ tet wird.25. The method of claim 20, wherein
the resin or polymer has adhesive properties after application to the wafer and partial or complete curing and
the applied resin or polymer coating is coated with a release film prior to dicing the wafer and the resin or polymer coating. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei dem das Autragen des Harzes oder Polymers auf den Wafer durch ein Spin-Coating-Verfahren erfolgt.26. The method according to any one of claims 20 to 25, wherein the order of the Resin or polymer on the wafer is done by a spin coating process. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, bei dem das Harz oder Po­ lymer eine oder mehrere thermisch leitfähige Substanzen enthält.27. The method according to any one of claims 20 to 26, wherein the resin or Po lymer contains one or more thermally conductive substances.
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