DE3414961C2 - - Google Patents

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Yoshitomo Kashihara Nara Jp Kitanishi
Katsuhide Nara Jp Shino
Yukihiro Kashihara Nara Jp Inoue
Yoshinori Oogita
Kazuhiro Nakao
Shigeki Nara Jp Komaki
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils mit einem von einem Schaltungsträger getragenen LSI-Chip.
Ein derartiges elektrisches Bauteil ist aus "Elektronik", Band 22, 1973, Heft 7, Seiten 264-266, bekannt. Bei ihm sind die Anschlußflecken eines Chips mit den Leitungselektroden eines Trägers jeweils über ein elektrisch leitfähiges Epoxyharz miteinander verklebt. Das Harz weist einen hohen Füllungsgrad elektrisch leitfähiger Partikel, z. B. aus Gold, Silber, Kupfer oder Aluminium auf.
Das Herstellen des gattungsgemäßen Bauteils erfolgt gemäß der genannten Veröffentlichung dadurch, daß auf die Leitungselektroden des Schaltungsträgers oder die Anschlußflecken des Chips jeweils eine genau dotierte Menge an elektrisch leitfähigem Kleber aufgebracht wird. Der Kleber darf nur im Bereich der Anschlußbereiche aufgebracht werden, da er ansonsten auf Grund seiner guten Leitfähigkeit Kurzschlüsse zwischen Anschlußbereichen herstellen könnte. Nach dem Ausrichten und Verkleben von Schaltungsträger und Chip erfolgt das Aushärten der Klebeverbindung bei etwa 120°C.
Aus der US-PS 41 13 981 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem die Anschlußelektroden eines Chips mit den Leiterbahnen eines zugehörigen Schaltungsträgers mittels einer Kleberschicht aus leitendem Kleber verbunden werden, wobei die Kleberschicht in vertikaler Richtung (rechtwinklig zur Schichtebene) elektrisch leitfähig ist und in horizontaler Richtung isolierend wirkt. Die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit wird dadurch erreicht, daß elektrische leitfähige Partikel mit einem Durchmesser etwa gleich der Dicke der Kleberschicht in die Kleberschicht in einer bestimmten Menge eingebracht werden.
Das Herstellen dieses Bauteils erfolgt gemäß der Lehre der US-PS 41 13 981 dadurch, daß zunächst eine schablonenartige Form aus leitendem Kleber hergestellt wird, die der Form der Anschlußbereiche entspricht. Nach dem Ausrichten von Schaltungsträger, Kleberschichtform und Chip werden die Teile durch Aufeinanderpressen und Erwärmen miteinander verklebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einfachen Herstellen eines Bauteils mit einem von einem Schaltungsträger getragenen LSI-Chip anzugeben.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs gegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher veranschaulicht.
Diese (Fig. 1a-1f) zeigt verschiedene Querschnitte durch einen Wafer sowie einen ungebondeten bzw. einen gebondeten (bei Fig. 1f) LSI-Chip zum Erläutern der Herstellschritte beim erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
Der LSI-Chip 1 gemäß Fig. 1f weist Aluminiumanschlußflecken 2 als Anschlüsse für den Chip auf. Ein Schaltungsträger 6 weist Leiterbahnen auf, im folgenden Leitungselektroden 5 genannt. Zum elektrischen Verbinden der Aluminium-Anschlußflecken 2 mit Elektroden 5 ist ein hitzeempfindlicher Kleber 7, z. B. ein wärmeabschirmender Kleber mit eingemischten elektrisch leitfähigen Partikeln 8, wie Silberpulver, zwischen dem LSI-Chip 1 und dem Schaltungsträger 6 angeordnet. Die elektrische Verbindung zwischen den Aluminium-Anschlußflecken des Chips und den Elektroden 5 ist durch die elektrisch leitfähigen Partikel hergestellt. Die elektrisch leitfähigen Partikel stehen untereinander nicht in Kontakt.
Der hitzeempfindliche Kleber 7 kann aus einem in der Wärme schmelzenden Material, z. B. aus Polyäthylenharz, einem wärmeabschirmenden Material, z. B. aus einem thermoplastischen Harz, und einem nachhärtbaren Kleber, z. B. aus Polyamidharz, als Hauptkomponenten bestehen. Der hitzeempfindliche Kleber ist elektrisch isolierend.
Eine Ausführungsform eines anmeldegemäßen Bondverfahrens wird nun an Hand der Fig. 1a-1f erläutert. Es wird von einem Wafer 9 ausgegangen, der mehrere LSI-Chips 1 jeweils mit Anschlußflecken 2 aufweist (Fig. 1a). Auf den Wafer 9 wird ein hitzeempfindlicher Kleber 7 aufgebracht (Fig. 1b). Elektrisch leitfähige Partikel 8, z. B. Silberpulver, werden gleichmäßig auf die Oberfläche des hitzeempfindlichen Klebers 7 aufgesprüht (Fig. 1c). Danach werden die Partikel 8 durch Erhitzen des hitzeempfindlichen Klebers 7 auf etwa 150°C in den Kleber 7 eingebracht.
Die Dicke des hitzeempfindlichen Klebers 7 entspricht in etwa dem Durchmesser der elektrisch leitfähigen Partikel 8, z. B. 25 µm. Es werden etwa 300 Partikel pro mm² aufgebracht.
Nach dem Einbringen der Partikel wird der Wafer 9 an den in Fig. 1d durch Pfeile angedeuteten Stellen eingeritzt, um ihn in die einzelnen LSI-Chips 1 zu unterteilen. So wird ein LSI-Chip 1 mit einer auf ihm aufgebrachten Schicht des hitzeempfindlichen Klebers erhalten (Fig. 1e). Dieser LSI-Chip 1 wird so auf den Schaltungsträger 6 gebondet, daß die Leitungselektroden 5 mit den Anschlußflecken des LSI-Chips 1 ausgerichtet sind. Das Bonden erfolgt durch Ausüben eines Druckes von 2 N/mm für etwa 5 Sekunden durch Anpressen eines erhitzten Anpreßeisens bei 150°C. Nach dem Bonden des Chips 1 auf den Sockel 6 wird der Chip mit Epoxyharz vergossen.
Die beim beschriebenen Verfahren verwendete Kleberschicht mit eingelagerten elektrischen Partikeln ist in vertikaler Richtung (rechtwinklig zur Schichtebene) elektrisch leitfähig, in horizontaler Richtung aber isolierend. Die Schichten sind also anisotrop in bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit.
Das Bonden des Chips auf den Schaltungsträger erfolgt jeweils durch Erhitzen und Anpressen, nachdem die Anschlußflecken des LSI-Chips auf die Leitungselektroden des Schaltungsträgers ausgerichtet sind. Da die hitzeempfindliche Schicht durchscheinend ist, erfolgt das Ausrichten auf optische Art und Weise.
Das nachhärtbare Klebeharz des hitzeempfindlichen Klebers kann ein thermoplastisches Harz wie Polyesterharz oder Neoprenkautschuk als Hauptbestandteil sein, der mit einem durch Wärme härtbaren Harz wie Epoxyharz oder Phenolharz gemischt ist. Die elektrisch leitfähigen Partikel können außer aus Silber auch aus Au, Cu und/oder Ni sein. Zwischen den elektrisch leitfähigen Partikeln können isolierende Partikel vorhanden sein.
Beim anmeldungsgemäßen Bondverfahren kann auf Grund der niedrigen verwendeten Temperaturen ein Schaltungsträger verwendet werden, der nicht lötbar ist. Hohe Packungsdichte ist erzielbar. Ein LSI-Chip kann auf einen Glassockel, wie z. B. eine Glasplatte einer Flüssigkristallanzeigezelle und auf durchsichtige Elektroden auf einem Schaltungsträger gebondet werden.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils mit einem Schaltungsträger mit erhabenen Leiterbahnen und einem so auf diesen mit einer Kleberschicht, die einen elektrisch nicht leitenden hitzeempfindlichen Kleber mit elektrisch leitenden Partikeln enthält, geklebten LSI- Chip, daß dessen Anschlußflecken zugehörige Leiterbahnen über die elektrisch leitenden Partikel kontaktieren, wobei die Dicke der Kleberschicht im wesentlichen dem Durchmesser der Partikel entspricht und diese in solcher Menge im Kleber vorhanden sind, daß elektrische Leitfähigkeit rechtwinklig zur Kleberschichtebene, aber nicht in derselben besteht, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    • - Aufbringen des nicht leitenden Klebers in einer dünnen Schicht auf die gesamte Oberfläche des Wafers,
    • - Aufsprühen der elektrisch leitenden Partikel auf die nicht leitende Schicht des Klebers,
    • - Einbringen der Partikel in den Kleber durch Wärmeeinwirkung zum Erzeugen der elektrisch leitenden Kleberschicht und
    • - Zerteilen des Wafers in die einzelnen LSI-Chips.
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