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Dokumentenidentifikation DE112004002862T5 19.04.2007
Titel Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtung
Anmelder Spansion LLC, Sunnyvale, Calif., US;
Spansion Japan Ltd., Aizuwakamatsu, Fukushima, JP
Erfinder Shinma, Yasuhiro, Tokyo/Tokio, JP;
Kasai, Junichi, Tokyo/Tokio, JP;
Meguro, Kouichi, Tokyo/Tokio, JP;
Onodera, Masanori, Tokyo/Tokio, JP;
Tanaka, Junji, Tokyo/Tokio, JP
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 112004002862
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 20.05.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2004/006845
WO-Veröffentlichungsnummer 2005114730
WO-Veröffentlichungsdatum 01.12.2005
Date of publication of WO application in German translation 19.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/28(2006.01)A, F, I, 20070123, B, H, DE

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei der nur eine einzige Fläche eines Substrats mit Harz abgedichtet ist, sowie eine derart hergestellte Halbleitervorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die in einer Stapel-Halbleitervorrichtung mit mehreren gestapelten Paketen verwendet wird.

2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik

In jüngster Zeit sind tragbare elektronische Vorrichtungen, wie z.B. Mobiltelefone, und nichtflüchtige Speichermedien, wie z.B. IC-Speicherkarten, immer kleiner geworden, und es ist erforderlich, die Anzahl von in den elektronischen Vorrichtungen und Speichermedien verwendeten Teilen zu reduzieren und diese Teile kleiner auszuführen.

Es ist somit wünschenswert, Halbleiterelemente oder -chips, die Hauptkomponenten unter den Teilen der elektronischen Vorrichtungen sind, auf effiziente Weise zu packen. Ein Stapel-Paket, in dem ein als Speicher verwendeter Stapel und ein als Logik verwendeter Stapel gestapelt sind, ist als eines der Pakete bekannt, die die oben genannte Forderung erfüllen. Dokumente 1 bis 3 beschreiben Verfahren zum Herstellen von Stapel-Paketen; Patent-Dokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 8-236694; Patent-Dokument 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-218273; und Patent-Dokument 3: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 6-13541.

Ein Beispiel der Stapel-Pakete ist in 1 gezeigt. Das in 1 dargestellte Stapel-Paket weist eine erste Halbleitervorrichtung 110 auf, auf der eine zweite Halbleitervorrichtung 120 gestapelt ist. Die erste Halbleitervorrichtung 110 weist einen Halbleiterchip auf, der auf einem Zwischenträger 111 angebracht ist und der nicht gezeigt ist. Der Halbleiterchip ist mit einem Dichtmaterial 112 abgedichtet. Lötkugeln 113 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem weiteren Substrat sind auf der Rückseite des Zwischenträgers 111 vorgesehen. Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist die zweite Halbleitervorrichtung 120 einen Halbleiterchip auf, der auf einem Zwischenträger 121 angebracht ist und der nicht gezeigt ist. Der Halbleiterchip ist mit einem Formharz 122 abgedichtet. Lötkugeln 123 sind auf der Rückseite des Zwischenträgers 121 vorgesehen.

2A zeigt eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer ersten Struktur der ersten Halbleitervorrichtung 110, und 2B zeigt eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer zweiten Struktur der ersten Halbleitervorrichtung. Gemäß 2A und 2B sind Elektroden-Pads 114 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit den Lötkugeln 123 der zweiten Halbleitervorrichtung 120 auf dem Zwischenträger 111 der ersten Halbleitervorrichtung 110 vorgesehen. Wenn die zweite Halbleitervorrichtung 120 auf der ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelt ist, sind die Lötkugeln 123 der zweiten Halbleitervorrichtung 120 mit den Elektroden-Pads 114 der ersten Halbleitervorrichtung ausgerichtet und stehen derart mit diesen in Kontakt, dass die erste Halbleitervorrichtung 110 und die zweite Halbleitervorrichtung 120 elektrisch miteinander verbunden sind.

Es folgt nun eine Beschreibung eines Verfahrens zum Abdichten des Halbleiterchips auf der ersten Halbleitervorrichtung 110 mit dem Dichtmaterial 112.

Gemäß 1 werden die erste und die zweite Halbleitervorrichtung 110 und 120 mit den Dichtmaterialien 112 und 122 abgedichtet, um die Halbleitervorrichtungen vor Stößen und Zerkratzen zu schützen. Das Formen des Harzes erfolgt generell durch Transferformen. Beim Transferformen wird beim Formen des Dichtmaterials 112 auf dem starren Zwischenträger 112, der typischerweise ein Glasepoxid-Substrat ist, der Zwischenträger 111 in Formteile 130 platziert und festgeklemmt, wie in 3 gezeigt. In den Formteilen 130 sind ein Gate 131, das einen Durchgang für eingespritztes Harz bildet, und ein Hohlraum 132, in den Harz eingespritzt wird, ausgebildet. Das Harz wird über das Gate 131 in den Hohlraum 132 eingetragen und um den Halbleiter herum platziert.

Gemäß 2A ist ein Goldauflageteil 115, der eine geringe Haftfestigkeit gegenüber dem Dichtmaterial aufweist, in einer einzelnen Ecke des Zwischenträgers 111, auf dem das als Durchgang für das Harz dienende Gate vorgesehen ist, ausgebildet. Der Goldauflageteil 115 ist auf dem Zwischenträger 111 vorgesehen, um das Harz nach dem Formen des Harzes von dem Gate zu entfernen.

Wenn eine kleine Anzahl von Elektroden-Pads 114 auf dem Zwischenträger 111 vorgesehen ist, kann das Gate 116 außerhalb des Zwischenträgers 111 positioniert sein, bei dem ein großer Bereich zum Ausbilden des Dichtmaterials 112 auf dem Zwischenträger 111 vorgesehen ist, wie bei der in 2B dargestellten herkömmlichen zweiten Struktur der ersten Halbleitervorrichtung 110 gezeigt. Im Gegensatz dazu ist, wie bei der in 2A dargestellten herkömmlichen ersten Struktur der ersten Halbleitervorrichtung 110 gezeigt, das Gate unweigerlich dann auf dem Zwischenträger 111 vorgesehen, wenn der Bereich zum Ausbilden des Dichtmaterials 112 klein ausgeführt ist und die Elektroden-Pads 114 derart angeordnet sind, dass sie das Dichtmaterial umschließen, damit eine größere Anzahl von Elektroden-Pads 114 verwendet wird. Somit ist die Ecke des Zwischenträgers 111 nicht mit den Elektroden-Pads 114, sondern mit dem Goldauflageteil 115 versehen.

Das oben beschriebene Transferformen ist jedoch dahingehend von Nachteil, dass Fett und Öl und Pulverstäube, wie z.B. Harzgrate, an dem Zwischenträger 111 haften können und die Elektroden-Pads 114 kontaminiert werden können, da der Zwischenträger 111 ohne jegliche Bearbeitung in den Formteilen 130 platziert wird und mit dem Dichtmaterial abgedichtet wird. Dadurch werden die Bondfähigkeit der Halbleitervorrichtungen beeinträchtigt und der Produktionsertrag verschlechtert.

Das Vorhandensein des in 2A gezeigten Goldauflageteils 115 macht es unmöglich, die Elektroden-Pads 114 in dem Bereich des Goldauflageteils 115 auf dem Zwischenträger 111 anzuordnen. Somit muss der Zwischenträger 111 zum Kompensieren der nichtvorhandenen Elektroden-Pads 114 größer ausgeführt sein. Durch die größere Größe wird ein Verkleinern der Halbleitervorrichtung verhindert.

Es ist ein Formprozess mit einem oberen Gate zum Eliminieren des oben beschriebenen Nachteils vorgeschlagenen worden, bei dem das Dichtmaterial von der oberen Seite des Halbleiterchips zugeführt wird. Dieser Prozess hat jedoch folgende Nachteile. Erstens ist es schwierig, einen verbleibenden Gate-Teil und einen verbleibenden Einlaufteil nach dem Formen zu entfernen. Zweitens ist es erforderlich, die Formteile bei jedem Gebrauch zu reinigen, da ein Einlass zum Einspritzen des Harzes klein ist. Drittens sind die Formteile kompliziert ausgebildet und somit teuer.

ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Bei der vorliegenden Erfindung ist das oben Gesagte berücksichtigt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei der das Auftreten von Harzgraten auf dem Zwischenträger und das Kontaminieren der Elektroden-Pads verhindert und der Produktionsertrag verbessert werden können.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe der vorliegenden Erfindung erfolgt durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer wärmebeständigen Folie auf einem Zwischenträger zum Abdecken von auf dem Zwischenträger vorgesehenen Elektrodenanschlüssen; und Abdichten eines Halbleiterchips auf dem sandwichartig zwischen Formteilen angeordneten Zwischenträger mit einem Dichtmaterial.

Die Elektrodenanschlüsse werden zum Schutz der Elektrodenanschlüsse mit der wärmebeständigen Folie abgedeckt, und der Halbleiterchip wird mit dem Dichtmaterial abgedichtet, damit die Elektrodenanschlüsse vor Kontaminierung geschützt werden können. Wenn es sich bei dem Dichtmaterial um Harz handelt, ist es möglich, ein Auftreten von Harzgraten auf dem Zwischenträger und ein Kontaminieren der Elektroden-Pads zu verhindern und den Produktionsertrag zu verbessern. Die sandwichartig zwischen dem Zwischenträger und dem Dichtmaterial angeordnete wärmebeständige Folie erleichtert nach dem Formen das Entfernen des Dichtmaterials von dem Zwischenträger. Somit braucht keine Goldauflage zum Lösen des Dichtmaterials vorgesehen zu sein, und die Elektrodenanschlüsse können in dem dem Gate des Zwischenträgers entsprechenden Bereich vorgesehen sein.

Bei dem Verfahren kann der Schritt des Bereitstellens einen Schritt des Anbringens der wärmebeständigen Folie mittels eines Klebers an dem Zwischenträger umfassen. Bei dieser Struktur ist es somit möglich, ein Verschieben und Lösen der wärmebeständigen Folie zu verhindern.

Bei dem Verfahren kann die wärmebeständige Folie laminierte Schichten aufweisen und auf der mit dem Zwischenträger in Kontakt stehenden Seite eine Flexibilität aufweisen. Bei dieser Struktur ist es möglich zu verhindern, dass der Zwischenträger aufgrund von beim Zusammenklemmen der Formteile entstehendem Druck beschädigt wird. Wenn die Fläche des Zwischenträgers aufgrund von auf dieser ausgebildeten Metallverbindungsleitungen oder dergleichen eine Rauhigkeit aufweist, verhindert die eine Flexibilität aufweisende wärmebeständige Folie, dass das Dichtmaterial in die raue Fläche eintritt.

Bei dem Verfahren kann die wärmebeständige Folie eine Öffnung zum Anordnen der wärmebeständigen Folie derart auf dem Zwischenträger aufweisen, dass diese nicht mit dem mit dem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip überlappt.

Die wärmebeständige Folie wird nach dem Formen des Dichtmaterials von dem Zwischenträger entfernt. Durch Anordnen der wärmebeständigen Folie derart, dass diese nicht das Dichtmaterial überlappt, kann die wärmebeständige Folie leicht entfernt werden.

Bei dem Verfahren kann ferner ein Schritt des Bereitstellens von Kugelanschlüssen auf der Rückseite des Zwischenträgers gegenüber einer Seite des Zwischenträgers, auf der die wärmebeständige Folie angeordnet ist, vorgesehen sein. Die Kugelanschlüsse sind an der Rückseite des Zwischenträgers angebracht, auf der die wärmebeständige Folie verbleibt. Es ist somit möglich zu verhindern, dass die Elektrodenanschlüsse auf dem Zwischenträger durch Flussmittelbeschichtung und Flussmittelreinigung mit einer Chemikalie beim Anbringen der Kugelanschlüsse kontaminiert werden.

Bei dem Verfahren können der Zwischenträger und die wärmebeständige Folie Führungslöcher aufweisen, die mit einem Führungsstift mindestens eines der Formteile zusammengreifen können, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Positionierens des Zwischenträgers und der wärmebeständigen Folie in den Formteilen durch Einsetzen des Führungsstifts in die Führungslöcher umfasst.

Die Führungsstifte werden ursprünglich zum Positionieren des Zwischenträgers verwendet und werden ferner zum Positionieren der wärmebeständigen Folie verwendet. Es ist somit möglich, den Zwischenträger und die wärmebeständige Folie sicher in den Formteilen anzuordnen, ohne die Positionsbeziehung zwischen dem Zwischenträger und der wärmebeständigen Folie zu zerstören.

Bei dem Verfahren kann eines der Formteile einen ersten Querschnitt in einem Durchgang, durch den das Dichtmaterial in einen Hohlraum eingespritzt wird, und einen zweiten Querschnitt an einer Grenzfläche zwischen dem Durchgang und dem Hohlraum aufweisen, in dem der Halbleiterchip aufgenommen ist, wobei der zweite Querschnitt kleiner ist als der erste Querschnitt.

Es ist somit möglich, den Innendruck in dem Gate, in dem die wärmebeständige Folie angeordnet ist, höher einzustellen als den Innendruck nahe dem Hohlraumeinlass und somit die wärmebeständige Folie gegen den Zwischenträger zu drücken. Dadurch wird verhindert, dass Harz des Dichtmaterials in einen Zwischenraum zwischen der wärmebeständigen Folie und dem Zwischenträger eintritt.

Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Entfernens der wärmebeständigen Folie von dem Zwischenträger umfassen.

Bei dem Verfahren können ferner die Elektrodenanschlüsse auf der Gesamtfläche des Zwischenträgers mit Ausnahme eines Bereichs, in dem sich der Halbleiterchip befindet, vorgesehen sein. Bei diesem Verfahren können die Elektrodenanschlüsse in demjenigen Bereich angeordnet sein, der dem Gate des Zwischenträgers entspricht, und kann die Halbleitervorrichtung verkleinert werden.

Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Stapelns eines weiteren Halbleiters auf dem mit dem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip umfassen. Die Stapel-Halbleitervorrichtung ermöglicht ein effizientes Packen.

Bei dem Verfahren kann es sich bei dem Dichtmaterial um Harz handeln. Durch Abdichten des Halbleiterchips mit Harz kann der Halbleiterchip vor Stößen und Zerkratzen geschützt werden.

Eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung weist auf: einen mit einem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip; und einen den mit dem Dicht material abgedichteten Halbleiterchip tragenden Zwischenträger, wobei das Dichtmaterial eine Form aufweist, die durch Formen unter Verwendung einer zum Abdecken von auf dem Zwischenträger angeordneten Elektroden vorgesehenen wärmebeständigen Folie definiert ist.

Die Elektrodenanschlüsse sind zum Schutz der Elektrodenanschlüsse von der wärmebeständigen Folie abgedeckt, und der Halbleiterchip ist mit dem Dichtmaterial abgedichtet, so dass eine Kontaminierung der Elektrodenanschlüsse verhindert werden kann. Wenn es sich bei dem Dichtmaterial um Harz handelt, ist es möglich, das Auftreten von Harzgraten auf dem Zwischenträger und ein Kontaminieren der Elektroden-Pads zu verhindern und den Produktionsertrag zu verbessern.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinzuziehung der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

1 eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Stapel-Halbleitervorrichtung;

2A eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer herkömmlichen ersten Struktur einer ersten Halbleitervorrichtung;

2B eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer herkömmlichen zweiten Struktur einer ersten Halbleitervorrichtung;

3 die herkömmliche erste Halbleitervorrichtung in von Formteilen festgeklemmtem Zustand;

4 eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Stapel-Halbleitervorrichtung;

5 eine Draufsicht und eine Querschnittansicht einer Struktur der ersten Halbleitervorrichtung;

6 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Herstellen der ersten Halbleitervorrichtung;

7A eine auf einem Zwischenträger platzierte Halbleitervorrichtung;

7B den auf einem unteren Formteil platzierten Zwischenträger;

7C eine auf dem Zwischenträger angeordnete wärmebeständige Folie;

7D den Zwischenträger, auf dem ein Halbleiterchip platziert ist, wobei der Zwischenträger von den Formteilen festgeklemmt ist;

7E einen über ein Gate mit Harz gefüllten Hohlraum;

7F einen Zustand, in dem das obere Formteil nach dem Formen des Harzes abgenommen ist;

7G einen Zustand, in dem das untere Formteil von dem Zwischenträger abgenommen ist;

7H eine Struktur der ersten Halbleitervorrichtung nach einem Gate-Aufbrechprozess;

7I eine Struktur der ersten Halbleitervorrichtung nach Entfernen des wärmebeständigen Harzes 31;

8 die auf dem Zwischenträger vorgesehene wärmebeständige Folie;

9 eine Querschnittansicht einer Struktur der Formteile;

10 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Prozesses zum Herstellen der ersten Halbleitervorrichtung;

11A einen Zustand, in dem die wärmebeständige Folie auf dem Zwischenträger verbleibt;

11B einen Zustand, in dem ein Test mit einer Sonde durchgeführt wird;

11C einen Zustand, in dem die wärmebeständige Folie nach Abschluss des Test entfernt worden ist; und

12 einen Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und einen Zustand, in dem eine zweite wärmebeständige Folie auf einer ersten wärmebeständigen Folie angeordnet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es folgt nun eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Hinzuziehung der beiliegenden Zeichnungen. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Stapel-Halbleitervorrichtung. Die erfindungsgemäß hergestellte Halbleitervorrichtung ist jedoch nicht auf die Stapel-Halbleitervorrichtung beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung als eine Technik zum Verhindern einer durch Harzformen verursachten Kontaminierung eines Signalmusters auf einem Halbleiterchip angewendet werden.

Erste Ausführungsform

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten Stapel-Halbleitervorrichtung wird nun mit Bezug auf 4 beschrieben. Eine in 4 gezeigte Stapel-Halbleitervorrichtung 1 weist eine zweistufige Struktur auf, bei der eine zweite Halbleitervorrichtung 20 auf einer ersten Halbleitervorrichtung 10 gestapelt ist.

Die in 4 gezeigte erste Halbleitervorrichtung 10 weist einen (in 4 nicht gezeigten) Halbleiterchip 14 auf, der auf einer Fläche des Zwischenträgers 11 platziert und mit einem Dichtharz 12 abgedichtet ist. Durch das Abdichten des Halbleiterchips 14 mit dem Dichtharz 12 wird verhindert, dass der Halbleiterchip 14 Stöße aufnimmt oder zerkratzt wird. Das Dichtmaterial 12 kann Harz sein, wie z.B. Epoxid, Silikon oder Polyimid. Lötkugeln 13 sind auf der Rückseite des Zwischenträgers 11 vorgesehen und werden zum Herstellen von Verbindungen mit Test-Pins einer Testsonde oder einem anderen Substrat verwendet.

Die in 4 gezeigte zweite Halbleitervorrichtung 20 weist einen nicht gezeigten Halbleiterchip auf, der auf einer Fläche eines Zwischenträgers 21 platziert ist und der vollständig mit einem Dichtmaterial 22 abgedichtet ist. Lötkugeln 23 sind auf der Rückseite des Zwischenträgers 21 vorgesehen und werden zum Herstellen von elektrischen Verbindungen mit der ersten Halbleitervorrichtung 10 verwendet. Gemäß 4 sind die erste Halbleitervorrichtung 10 und die zweite Halbleitervorrichtung 20 mittels eines Klebers 2 miteinander verbunden.

Die Struktur der ersten Halbleitervorrichtung 10 wird nun mit Bezug auf 5 beschrieben. 5 zeigt die Draufsicht und die Querschnittansicht der ersten Halbleitervorrichtung 10. Elektroden-Pads oder -anschlüsse 17 sind auf dem Zwischenträger 11 der ersten Halbleitervorrichtung 10 vorgesehen. Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Elektroden-Pads 17 sind in einem Bereich auf dem Zwischenträger 11 mit Ausnahme des für den Halbleiterchip vorgesehene Bereichs angeordnet. Das heißt, dass kein Goldauflageteil 115 wie in 2A gezeigt ausgebildet zu werden braucht. Somit können die Elektroden-Pads 17 auf dem Zwischenträger 11 mit Ausnahme des für den Halbleiterchip vorgesehenen Bereichs angeordnet sein. Die Elektroden-Pads 17 und die Lötkugeln 23 auf der Rückseite der zweiten Halbleitervorrichtung 20 stehen derart miteinander in Kontakt, dass die erste Halbleitervorrichtung 10 und die zweite Halbleitervorrichtung 20 elektrisch miteinander verbunden werden können.

Das Dichtmaterial 12, mit dem der Halbleiterchip abgedichtet ist, wird nun mit Bezug auf die Seitenansicht aus 5 beschrieben. Das Dichtmaterial 12 ist aus einem auf dem Zwischenträger 11 vorgesehenen ersten Dichtmaterial 3(12) und einem zweiten Dichtmaterial 4(12) gebildet, welches auf dem ersten Dichtmaterial 3(12)angeordnet ist und eine viereckige Pyramidenform mit einem flachen oberen Teil aufweist. Das heißt, dass das erste Dichtmaterial 3(12) eine Größe aufweist, die den Umfang des zweite Dichtmaterials 4(12) umschließt und als Flansch aus zweitem Dichtmaterials 4(12) dient. Die oben beschriebene Form des Dichtmaterials 12 ist auf die Verwendung einer wärmebeständigen Folie 31 zurückzuführen, die derart angeordnet ist, dass sie während des Prozesses zum Ausbilden des Dichtmaterials 12 zum Abdichten des Halbleiterchips die Elektroden-Pads 17 auf dem Zwischenträger 11 abdeckt. Der Flansch aus Dichtmaterial 12 ist auf eine Anordnung zurückzuführen, bei der die wärmebeständige Folie 31 um einen vorgegebenen Abstand von demjenigen Bereich beabstandet ist, der für das Anordnen des Dichtmaterials 12 vorgesehen ist (siehe 7C und 7D). Harze des Dichtmaterials, die zwischen die zum Ausbilden des Dichtmaterials vorgesehene Region und die wärmebeständige Folie 31 fließen, verbleiben auf dem Zwischenträger 11 und dienen als Flansch.

Es folgt nun eine Beschreibung eines Prozesses zum Abdichten des Halbleiterchips 14 der ersten Halbleitervorrichtung 10 mit dem Dichtmaterial 12 mit Bezug auf das Ablaufdiagramm aus 6. Die folgende Beschreibung des Prozesses bezieht sich auf die erste Halbleitervorrichtung 10, gilt jedoch auch für das Ausbilden des Dichtmaterials 22 auf der zweiten Halbleitervorrichtung 20. Im Folgenden wird Harz als Dichtmaterial zum Abdichten des Halbleiterchips verwendet.

Als erstes wird die erste Halbleitervorrichtung 10 auf das untere Formteil 42 platziert (Schritt S1). Gemäß 7A ist bei der ersten Halbleitervorrichtung 10 der Halbleiterchip 14 auf dem Zwischenträger 11 platziert und sind Drähte 15 zum elektrischen Verbinden des Halbleiterchips 14 und des Zwischenträgers 11 vorgesehen. Gemäß 7B sind Führungsstifte 43 an dem unteren Formteil 42 vorgesehen und sind Führungslöcher 16, in die die Führungsstifte 43 eingepasst sind, auf dem Zwischenträger 11 der ersten Halbleitervorrichtung 10 ausgebildet. Da die Führungsstifte 43 des unteren Formteils 42 in die Führungslöcher 16 der ersten Halbleitervorrichtung 10 eingepasst sind, kann die erste Halbleitervorrichtung 10 in dem unteren Formteil 42 positioniert sein, wie in 7B gezeigt.

Als nächstes wird die wärmebeständige Folie 31 angeordnet, die beim Platzieren von Dichtharz auf dem Zwischenträger der ersten Halbleitervorrichtung 10 eine Kontaminierung der Elektroden-Pads 17 verhindert (Schritt S2). Die wärmebeständige Folie 31 weist Führungslöcher 32 auf, in die die Führungsstifte 43 des unteren Formteils 42 derart eingesetzt sind, dass die wärmebeständige Folie 31 auf dem Zwischenträger 11 positioniert ist. 7C zeigt die auf dem Zwischenträger 11 angeordnete wärmebeständige Folie 31, und 8 zeigt eine Draufsicht der ersten Halbleitervorrichtung 10, auf der die wärmebeständige Folie 31 aufgebracht ist. Gemäß 8 weist die wärmebeständige Folie 31 eine Öffnung auf, die in der Mitte der Folie ausgebildet ist und diese durchläuft. Die wärmebeständige Folie 31 ist derart angeordnet, dass sie die Elektroden-Pads 17 am Umfang des zum Ausbilden des Dichtmaterials 12 vorgesehenen Hohlraums abdeckt. Die wärmebeständige Folie 31 kann mit einem Kleber beschichtet sein, um zu verhindern, dass sich die wärmebeständige Folie 31 von dem Zwischenträger 11 löst.

Die wärmebeständige Folie 31 kann aus PET- (Polyethylenterephthalat-) Harz, Fluorharz, Metallfolie oder auf Pulpe basierendem Harz gefertigt sein. Beim Formen des Dichtmaterials 12 werden das obere und das untere Formteil 41 und 42 auf ungefähr 170°C gehalten. Somit wird bevorzugt, dass die wärmebeständige Folie 31 aus einem Material gefertigt ist, das sich bei ungefähr 175°C nur wenig verformt oder in der Größe verändert. Durch Verwendung des Materials, das bei hohen Temperaturen eine geringe Größenveränderung erfährt, ist es möglich, dass das Harz des Dichtmaterials 12 zwischen die wärmebeständige Folie 31 und den Zwischenträger 11 fließt. Es ist nicht erforderlich, die separaten wärmebeständigen Folien 31 für die Halbleiterchips vorzusehen, obwohl 7 zeigt, dass die wärmebeständige Folie 31 nur für den einzelnen Halbleiterchip 14 auf dem Zwischenträger 11 vorgesehen ist. Bei Packprozess werden mehrere Halbleiterchips auf dem Zwischenträger 11 platziert, welcher dann nach der Harzabdichtung und der vorgegebenen Wärmebehandlung in Einzelteile geschnitten wird.

Dann werden gemäß 7D das obere Formteil 41 und das untere Formteil 42 zusammengeklemmt (Schritt S3). Gemäß 7E ist der Hohlraum mit dem Harz des Dichtmaterials 12 abgedichtet (Schritt S4). Wenn das obere Formteil 41 mit dem unteren Formteil 42 verbunden ist, sind die Führungsstifte 43 des untere Formteils 42 in die Führungslöcher 44 des oberen Formteils 41 eingepasst, wie in 7D gezeigt. Somit ist das obere Formteil 41 auf der ersten Halbleitervorrichtung 10 positioniert.

Das Harz des Dichtmaterials 12 wird über ein Gate 50, der den Weg des Harzes bildet, in den Hohlraum eingespritzt. Dabei ist gemäß 7D die wärmebeständige Folie 31 auf der unteren Seite des Gate 50 angeordnet und verhindert, dass durch das Gate 50 eingespritztes Harz an den Elektroden-Pads 17 haftet. Es wird bewirkt, dass die Harzgrate, die wahrscheinlich an den Endflächen des Dichtmaterials auf dem Zwischenträger 11 auftreten, auf der wärmebeständigen Folie 31 auftreten, die dann entfernt wird. Es ist somit möglich, die Fläche des Zwischenträgers 11 sauber zu halten. Es ist nicht erforderlich, den Goldauflageteil in demjenigen Bereich des Zwischenträgers 11 vorzusehen, in dem das Gate 50 angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Elektroden-Pads an sämtlichen Ecken des Zwischenträgers 11 anzuordnen.

Die Formteile 41 und 42 sind derart ausgebildet, dass die Querschnittsfläche des Durchgangs für das Harz in dem Gate 50 kleiner ist als die eines Hohlraumeinlasses 51. Gemäß 9 ist die Querschnittsfläche "a" des Durchgangs in dem Gate 50 größer als die Querschnittsfläche "b" des Hohlraumeinlasses 51. Diese Struktur ermöglicht es, den Innendruck in dem Gate 50, in dem die wärmebeständige Folie 31 angeordnet ist, höher einzustellen als den Innendruck nahe dem Hohlraumeinlass 51 und die wärmebeständige Folie 31 mittels des Innendrucks gegen den Zwischenträger 11 zu drücken. Es ist somit möglich zu verhindern, dass das Dichtmaterial 12 in den Zwischenraum zwischen der wärmebeständigen Folie 31 und dem Zwischenträger 11 eintritt.

Nach Beendigung des Abdichtens mit dem Harz des Dichtmaterials 12 (Schritt S4) wird das obere Formteil 41 von der ersten Halbleitervorrichtung 10 entfernt (Schritt S5), wie in 7F gezeigt, und die erste Halbleitervorrichtung 10 wird von dem unteren Formteil 42 entfernt (Schritt S6).

Nach dem Entfernen der Halbleitervorrichtung 10 von dem unteren Formteil 42 (Schritt S6) wird ein Gate-Aufbrechprozess durchgeführt, bei dem das Dichtharz 12 und das Harz in dem Gate 50 voneinander getrennt werden (Schritt S7). Dann wird die wärmebeständige Folie 31 von dem Zwischenträger 11 entfernt, und der Prozess ist abgeschlossen (Schritt S8).

Bei dem oben beschriebenen Herstellungsprozess wird die wärmebeständige Folie 31 angeordnet, bevor der Halbleiterchip 14 mit dem Dichtmaterial abgedichtet wird, und die wärmebeständige Folie 31 überlappt das für das Einspritzen von Harz des Dichtmaterials 12 vorgesehene Gate 50. Somit ist es möglich, ein Kontaminieren der Elektroden-Pads 17 zu verhindern. Die Elektroden-Pads 17 unter dem Gate 50 können zum Herstellen elektrischer Verbindungen mit der zu stapelnden oberen Halbleitervorrichtung verwendet werden. Daher braucht der Zwischenträger nicht größer ausgebildet zu sein und kann der Produktionsertrag verbessert werden.

Bei dem oben beschriebenen Prozess wird die wärmebeständige Folie 31 nach dem Gate-Aufbrechprozess entfernt. Alternativ kann die wärmebeständige Folie 31 zur Verwendung in einem anschließenden Prozess auf dem Zwischenträger 11 verbleiben. Dieser alternative Prozess wird nun mit Bezug auf das Ablaufdiagramm aus 10 beschrieben.

Das Harz in dem Gate 50 wird bei dem Gate-Aufbrechprozess entfernt (Schritt S16), und die Lötkugeln 13 werden angebracht, wobei die wärmebeständige Folie 31 auf dem Zwischenträger verbleibt (Schritt S17). 11A zeigt die auf der Rückseite des Zwischenträgers 11 angebrachten Lötkugeln 13. Gemäß 11B ist eine in 11B gezeigte Sonde 60 mit den Lötkugeln 13 verbunden und wird ein Test durchgeführt (Schritt S18). Ein Energie- und ein Testsignal werden über die Sonde 60 für den Test geliefert, bei dem festgestellt wird, ob die erste Halbleitervorrichtung 10 normal funktioniert. Wenn der Test beendet ist, wie in 11C gezeigt, wird die wärmebeständige Folie aus dem Zwischenträger 11 genommen und ist die erste Halbleitervorrichtung 10 fertiggestellt (Schritt S19).

Bei diesem Prozess werden die Lötkugeln 13 angebracht, und der Test wird in demjenigen Zustand durchgeführt, bei dem die beim Formen des Dichtmaterials verwendete wärmebeständige Folie 31 auf dem Zwischenträger 11 verbleibt. Beim Anbringen der Lötkugeln 13 werden eine Flussmittelbeschichtung und eine Flussmittelreinigung mittels einer Chemikalie durchgeführt. Bei diesem Prozess werden die Elektroden-Pads 17 wahrscheinlich kontaminiert. Da die wärmebeständige Folie 31 die Elektroden-Pads 17 abdeckt, kann die Fläche des Zwischenträgers sauber gehalten werden und kann der Ertrag verbessert werden.

Zweite Ausführungsform

Es folgt nun eine Beschreibung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinzuziehung der beiliegenden Zeichnungen. Gemäß 12 ist ein Satz von zwei Arten von wärmebeständiger Folien auf dem Zwischenträger 11 angeordnet und zwecks Abdichtung mit Harz sandwichartig zwischen den Formteilen 41 und 42 platziert. Eine auf dem Zwischenträger 11 angeordnete erste wärmebeständige Folie 71 ist eine flexible Folie, die aus Papier oder einer chemischen Folie gebildet sein kann. Eine zweite wärmebeständige Folie 72, die auf der ersten wärmebeständigen Folie gestapelt ist, ist eine starre Folie, die aus Metall gefertigt sein kann. Die erste wärmebeständige Folie 71 ist sandwichartig zwischen dem Zwischenträger 11 und der zweiten wärmebeständigen Folie 72 angeordnet.

Die auf dem starren Zwischenträger 11, wie z.B. dem Glasepoxid-Substrat, angeordnete erste wärmebeständige Folie 71 weist eine Flexibilität auf (Pufferung). Es ist somit möglich zu verhindern, dass der Zwischenträger 11 durch beim Zusammenklemmen der Formteile auftretenden Druck beschädigt wird. Ferner verformt sich die eine Flexibilität aufweisende wärmebeständige Folie 71 derart, dass sie der Rauhigkeit auf der Fläche des Zwischenträgers folgt, welche von darauf ausgebildeten Metallverbindungsleitungsmustern verursacht ist. Es ist somit möglich zu verhindern, dass das Dichtmaterial in die raue Fläche eintritt.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite wärmebeständige Folie 71 und 72 aus einem Material gefertigt, das sich wie die bei der ersten Ausführungsform verwendete wärmebeständige Folie 31 bei Temperaturen von ungefähr 175°C nur wenig verformt oder in der Größe verändert. Gemäß 12 ist die wärmebeständige Folie aus der ersten und der zweiten wärmebeständigen Folie 71 und 72 gebildet. Alternativ kann eine einzelne wärmebeständige Folie verwendet werden, die in zwei Schichten unterteilt ist, von denen die untere Schicht eine Flexibilität aufweist und die obere Schicht eine Starrheit aufweist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungsformen beschränkt, es sind vielmehr andere Ausführungsformen und Variationen möglich, ohne dass dadurch vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.

ZUSAMMENFASSUNG VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER HALBLEITERVORRICHTUNG UND HALBLEITERVORRICHTUNG

Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung umfasst die Schritte des Bereitstellens einer wärmebeständigen Folie auf einem Zwischenträger zum Abdecken von auf dem Zwischenträger vorgesehenen Elektrodenanschlüssen und des Abdichtens eines Halbleiterchips auf dem sandwichartig zwischen Formteilen angeordneten Zwischenträger mit einem Dichtmaterial. Die Elektrodenanschlüsse werden zum Schutz mit der wärmebeständigen Folie abgedeckt, und der Halbleiterchip wird dann mit dem Dichtmaterial abgedichtet. Es ist somit möglich, das Problem von an den Elektrodenanschlüssen anhaftenden Kontaminierungsstoffen zu vermeiden. Dadurch wird es möglich, ein Auftreten von Harzgraten auf dem Zwischenträger und ein Kontaminieren der Elektroden-Pads zu verhindern und den Produktionsertrag zu verbessern.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit folgenden Schritten:

– Bereitstellen einer wärmebeständigen Folie auf einem Zwischenträger zum Abdecken von auf dem Zwischenträger vorgesehenen Elektrodenanschlüssen; und

– Abdichten eines Halbleiterchips auf dem sandwichartig zwischen Formteilen angeordneten Zwischenträger mit einem Dichtmaterial.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der des Bereitstellens einen Schritt des Anbringens der wärmebeständigen Folie mittels eines Klebers an dem Zwischenträger umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die wärmebeständige Folie laminierte Schichten aufweist und auf der mit dem Zwischenträger in Kontakt stehenden Seite eine Flexibilität aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die wärmebeständige Folie eine Öffnung zum Anordnen der wärmebeständigen Folie derart auf dem Zwischenträger aufweist, dass diese nicht mit dem mit dem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip überlappt. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Schritt des Bereitstellens von Kugelanschlüssen auf der Rückseite des Zwischenträgers gegenüber einer Seite des Zwischenträgers, auf der die wärmebeständige Folie angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Zwischenträger und die wärmebeständige Folie Führungslöcher aufweisen, die mit einem Führungsstift mindestens eines der Formteile zusammengreifen können, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Positionierens des Zwischenträgers und der wärmebeständigen Folie in den Formteilen durch Einsetzen des Führungsstifts in die Führungslöcher umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eines der Formteile einen ersten Querschnitt in einem Durchgang, durch den das Dichtmaterial in einen Hohlraum eingespritzt wird, und einen zweiten Querschnitt an einer Grenzfläche zwischen dem Durchgang und dem Hohlraum aufweist, in dem der Halbleiterchip aufgenommen ist, wobei der zweite Querschnitt kleiner ist als der erste Querschnitt. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Schritt des Entfernens der wärmebeständigen Folie von dem Zwischenträger. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Elektrodenanschlüsse auf der Gesamtfläche des Zwischenträgers mit Ausnahme eines Bereichs, in dem sich der Halbleiterchip befindet, vorgesehen sind. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Schritt des Stapelns eines weiteren Halbleiters auf dem mit dem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Dichtmaterial Harz ist. Halbleitervorrichtung mit:

– einem mit einem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip; und

– einem den mit dem Dichtmaterial abgedichteten Halbleiterchip tragenden Zwischenträger,

– wobei das Dichtmaterial eine Form aufweist, die durch Formen unter Verwendung einer zum Abdecken von auf dem Zwischenträger angeordneten Elektroden vorgesehenen wärmebeständigen Folie definiert ist.






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