用于制造倒裝芯片電路裝置的方法以及倒裝芯片電路裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造倒裝芯片電路裝置的方法和一種相應(yīng)的倒裝芯片電路
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]在倒裝芯片裝配技術(shù)中將單片半導(dǎo)體元件(芯片、裸芯片(Die))以其有效的接觸側(cè)直接裝配和接觸到電路載體——例如襯底或電路板——上。半導(dǎo)體元件的接觸面在無連接引線(引線鍵合)的情況下與例如電路載體的印制導(dǎo)線接觸。由此可實(shí)現(xiàn)小的面積需要。
[0003]例如由金制成的釘頭凸點(diǎn)(Stud-Bump)施加到半導(dǎo)體元件的接觸面上，例如以鍵合方法，尤其是球楔鍵合(Ball-Wedge-Bonden)，并且隨后安放到電路載體的印制導(dǎo)線上。隨后將半導(dǎo)體元件壓到電路載體上，在尤其印制導(dǎo)線變形的情況下，以便構(gòu)造電連接。在借助非導(dǎo)電膠粘劑(NCA，非導(dǎo)電膠粘劑)的倒裝芯片方法中在擠壓之前在芯片與電路載體之間置入膠粘劑。
[0004]尤其在電路載體的不平整的表面一該表面過渡到印制導(dǎo)線的接觸表面一的情況下，可能在壓緊凸點(diǎn)的情況下發(fā)生不可靠的電接觸，因?yàn)榛诓黄秸?，局部不同的擠壓力起作用。此外，各個(gè)突出的區(qū)域可能導(dǎo)致?lián)p壞或機(jī)械緊固(Verspannung)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明，求取電路載體的第一表面的高度輪廓，并且根據(jù)所求取的高度輪廓選擇第一接觸機(jī)構(gòu)——例如印制導(dǎo)線——的第一接觸高度和/或第二接觸機(jī)構(gòu)——例如凸點(diǎn)一的第二接觸高度。尤其可以選擇具有不同的第一接觸高度和不同的材料量的第一接觸機(jī)構(gòu)和/或選擇具有不同的第二接觸高度和不同的材料量的第二接觸機(jī)構(gòu)，以便補(bǔ)償所求取的高度輪廓。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一些優(yōu)點(diǎn):
[0007]可以完全或在很大程度上避免在過大間距下通過非觸碰式接觸機(jī)構(gòu)的接觸錯(cuò)誤或在太小的間距下通過突出的接觸機(jī)構(gòu)的緊固。因此，對(duì)于接觸結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)一地并且均勻地調(diào)節(jié)壓緊力。
[0008]通過高度測(cè)量引起的附加的耗費(fèi)在此是相對(duì)低的。因此根據(jù)本發(fā)明知道，單片半導(dǎo)體元件一般具有非常平坦的第二表面并且因此僅僅需要電路載體的第一表面的測(cè)量，尤其在注塑或模制的電路載體的情況下。此外可以將高度測(cè)量限于橫向區(qū)域，在所述橫向區(qū)域中可施加接觸機(jī)構(gòu)，也就是說基本上待裝配芯片的面。
[0009]因此產(chǎn)生了低耗費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閮H僅必須測(cè)量一個(gè)表面并且僅僅在其高度方面的一個(gè)相對(duì)小的范圍中，尤其觸覺式或無觸碰式。
[0010]在觸覺式測(cè)量方法中，通過觸碰-例如以尖端掃描電路載體的表面,并且對(duì)于每個(gè)經(jīng)掃描的點(diǎn)存儲(chǔ)高度信息。作為無觸碰式方法例如可以應(yīng)用白光干涉法，其中，以白光照射部件在相關(guān)的表面區(qū)域中的表面，并且使反射性的白光射束與未由表面反射的射束疊加并且由由此產(chǎn)生的干涉圖案求取在表面區(qū)域中的表面的高度。
[0011]因此實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于，可以以相對(duì)簡(jiǎn)單的傳感機(jī)構(gòu)創(chuàng)建相應(yīng)的表面區(qū)域的局部分辨的高度輪廓并且因此可以簡(jiǎn)單地識(shí)別不平整性。
[0012]此外產(chǎn)生了在不同的接觸機(jī)構(gòu)上壓緊力的高均一性或均勻性的優(yōu)點(diǎn)。通過第一和/或第二接觸機(jī)構(gòu)的接觸高度匹配于表面特性可以實(shí)現(xiàn):在由生產(chǎn)決定的公差內(nèi)，通過第一接觸機(jī)構(gòu)形成的第一表面輪廓和通過第二接觸機(jī)構(gòu)形成的第二表面輪廓基本上具有相同的形狀，從而在接觸機(jī)構(gòu)相互壓緊的情況下由此構(gòu)成的壓緊力同等程度地作用到每個(gè)接觸機(jī)構(gòu)上。因此根據(jù)本發(fā)明知道，倒裝芯片方法可以通過公差補(bǔ)償來擴(kuò)展，從而由此可以有利地建立盡可能均一的電連接。高度差可以在此通過相應(yīng)部件的表面的所期望的變化產(chǎn)生或者不期望地例如通過制造中的誤差產(chǎn)生。
[0013]當(dāng)確定高度輪廓之后，據(jù)此確定待施加的第一和/或第二接觸機(jī)構(gòu)的接觸高度。優(yōu)選地將總高度構(gòu)造為由第一和第二接觸高度組成的和，其在不同的接觸位置上是不同的并且描繪了高度輪廓。
[0014]因此可以在高度輪廓的具有第一與第二表面的更大間距的位置處增大第一和/或第二接觸機(jī)構(gòu)的材料量。
[0015]具有第一接觸高度的第一接觸機(jī)構(gòu)可以例如通過電方式施加到電路載體上，由此可以有利地構(gòu)成第一接觸機(jī)構(gòu)的均一的接觸表面，其中，存在僅僅少量缺陷。
[0016]作為芯片上的第二接觸機(jī)構(gòu)例如可以設(shè)有金塊或金球，所謂的凸點(diǎn)，其可以在接觸位置上施加在芯片的表面上。用于施加這樣的金塊的可能性例如是球楔鍵合方法，其中，形成金球(球)并且固定(“鍵合”)在接觸位置上，從而構(gòu)成在金球與接觸位置之間的電連接。
[0017]這樣的鍵合方法在此是有利的，因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)在微米范圍中的分辨率，從而可以根據(jù)在微米范圍中的高度輪廓調(diào)節(jié)第二接觸機(jī)構(gòu)的第二接觸高度。也就是說可以由此補(bǔ)償在該數(shù)量級(jí)中的不平整性。
[0018]此外可以有利地防止在彼此重疊地施加接觸機(jī)構(gòu)時(shí)通過以下方式產(chǎn)生應(yīng)力峰值:例如通過接觸機(jī)構(gòu)或部件的靜態(tài)充電發(fā)生通過一個(gè)或很少量接觸機(jī)構(gòu)的完全放電，相反地而是均勻地通過多個(gè)接觸機(jī)構(gòu)，由此可以防止損壞。
【附圖說明】
[0019]圖1:在接觸之前的電路裝置；
[0020]圖2:高度測(cè)量的步驟；
[0021]圖3:沿X方向描繪的在圖2中測(cè)量的高度輪廓；
[0022]圖4、5:根據(jù)第一實(shí)施方式的制造方法的步驟；
[0023]圖6:根據(jù)第一實(shí)施方式的電路裝置；
[0024]圖7、8:根據(jù)第二實(shí)施方式的制造方法的步驟；以及
[0025]圖8:根據(jù)第二實(shí)施方式的電路裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了構(gòu)造在圖6和8中示出的倒裝芯片電路裝置3，首先根據(jù)圖1提供電路載體I——例如電路板、尤其注塑的電路載體I——和單片半導(dǎo)體元件2或芯片或裸芯片。電路載體I具有第一表面4,所述第一表面具有在例如μ m范圍中的顯著的由制造決定的公差，所述公差在該視圖中表示為高度起伏或高度輪廓。芯片2具有第二表面6，該第二表面用作用于倒裝芯片方法的接觸側(cè)或接觸面。在第二表面6上相應(yīng)地構(gòu)造用于接觸的接觸位置8。
[0027]在這些附圖中基本上示出了具有表面的沿X方向和裝配方向或沿垂直Z方向的擠壓方向F的延伸的相同視圖；沿Y方向的相應(yīng)的尺寸確定相應(yīng)于X方向。電路載體I以已知的方式是非導(dǎo)電的，通常將印制導(dǎo)線或其他接觸面根據(jù)本發(fā)明作為第一接觸機(jī)構(gòu)5或5.1、5.2、5.3 施加。
[0028]根據(jù)圖1示例性地示出了在第一表面4中的凹部20 ;相應(yīng)地出現(xiàn)多個(gè)這樣的凹部，尤其也具有沿X方向和Y方向的二維的延伸。
[0029]在施加第一接觸機(jī)構(gòu)5或5.1,5.2,5.3之前根據(jù)圖2創(chuàng)建電路載體I的第一表面4的高度輪廓22，其中，根據(jù)圖2為了測(cè)量高度輪廓22設(shè)有觸覺式測(cè)量裝置9，其例如借助于測(cè)量頭9.1或尖端來掃描表面4并且通過控制裝置9.2接收高度測(cè)量信號(hào)并且處理高度測(cè)量信號(hào)用于高度輪廓22的顯示。此外根據(jù)圖2——對(duì)于觸覺式測(cè)量裝置9補(bǔ)充地或替代地——可以設(shè)有無觸碰式測(cè)量裝置10，尤其借助光學(xué)測(cè)量方法，例如白光方法，其中，由輻射源10.2發(fā)射光學(xué)射束10.1到第一表面4上并且由第一表面4反射的射束10.3隨后被分析處理，尤其通過與輻射源10.2的未經(jīng)反射的射束的干涉，例如通過分束器，以便可以通過探測(cè)器10.4由經(jīng)疊加的射束的干涉圖案借助于分析處理裝置10.5模擬第一表面4的高度輪廓。
[0030]在測(cè)量方法中根據(jù)圖2可以將測(cè)量限于相關(guān)表面區(qū)域11，例如在邊界Xl和X2以內(nèi)，該區(qū)域因此基本上等于或略小于芯片2的面積。
[0031]圖3示出了以下基于相應(yīng)的控制裝置9.2或10.5的測(cè)量信號(hào)創(chuàng)建的高度輪廓22，該高度輪廓在此示出用于作為高度h根據(jù)方向X的顯示，尤其可二維地沿X方向和y方向創(chuàng)建并且優(yōu)選相對(duì)于參考高度21創(chuàng)建。
[0032]以下根據(jù)不同實(shí)施方式調(diào)節(jié)第一或第二接觸機(jī)構(gòu)的高度。
[0033]根據(jù)圖4、5和6的第一實(shí)施方式，根據(jù)圖4以恒定的第一接觸高度23.1 = 23.2=23.3調(diào)節(jié)第一接觸機(jī)構(gòu)5.1,5.2,5.3，從而第一接觸機(jī)構(gòu)的第一表面輪廓26基本上相應(yīng)于圖3的表面輪廓22,也就是說基本上平行于第一表面4延伸。第二接觸機(jī)構(gòu)7.1、7.2、7.3施加到芯片2的接觸位置8上并且以不同的第二接觸高度24.1,24.2,24.3調(diào)節(jié)，如此使得第二接觸高度24.1、24.2、24.3構(gòu)成第二表面輪廓27，其又基本上相應(yīng)于根據(jù)圖3求取的表面輪廓22。
[0034]第一接觸機(jī)構(gòu)5.1,5.2、5.3可以根據(jù)圖4以電方式或例如也通過粘合或施加具有恒定厚度的印制導(dǎo)線來構(gòu)成。根據(jù)圖5的第二接觸機(jī)構(gòu)7.1,7.2,7.3尤其可以以球-鍵合方法施加。在此例如設(shè)有球楔鍵合裝置，金引線由其尖部突出。金引線的突出的端部通過相應(yīng)的接觸位置8引導(dǎo)并且隨后被加熱，從而金熔化并且通過表面應(yīng)力形成金球(球)。該金球被壓到接觸位置8上并且例如以超聲波脈沖固定(鍵合)在其上，從而構(gòu)成在金球與接觸位置8之間的電連接。隨后將剩余引線在近金球之上剪除。那么金球連同所剪除的引線構(gòu)成第二接觸結(jié)構(gòu)7.1,7.2或7.3。因此可以構(gòu)成具有所期望的第二接觸高度24.1、24.2,24.3的特定的例如基本上郁金香形的第二接觸機(jī)構(gòu)7.1,7.2,7.3。
[0035]第二接觸高度24.1、24.2、24.3例