DE2620998A1 - Verfahren zur herstellung von traegern fuer die verarbeitung von ic-chips - Google Patents

Description

. Patentanwälte

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60 2620998

COMPAGNIE HOUEYWELL BULL 10· Mai 1976

94-, Avenue Gambetta
PARIS (20) /Prankreich

Unser Zeichen: H 1061

Verfahren zur Herstellung von Trägern für die Verarbeitung von

IC-Chips

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Trägern für die Verarbeitung von integrierten Schaltungs (IC)-Chips,

Gemäß dem bekannten Herstellungsverfahren für integrierte Schaltungen wird eine Scheibe, die von einem Einkristall aus Halbleitermaterial, wie etwa Silicium, abgeschnitten worden ist, einer Reihe von Dotierungs-, Maskierungs-, fotochemischen Behandlungs- und Diffusions- oder Ionenimplantationsprozessen von

9848/0 8 87 ORIGINAL INSPECTED

Dotierungsstoffen ausgesetzt, so daß im Innern dieser Scheibe mehrere gleiche, und gleichmäßig verteilte integrierte Schaltungen gebildet werden. Die Scheibe wird danach mit einer isolierenden Schutzschicht, beispielsweise aus Glas, überzogen und dann in Chips zerteilt, von denen jeder ein Grundsystem von integrierten Schaltungen enthält. Jeder Chip ist mit Kontaktflächen versehen, die in einer vorbestimmten Konfiguration angeordnet und dafür bestimmt sind, mit Hilfe von Anschlußleitern, die an diese Kontaktflächen angeschweißt sind, die elektrische Verbindung jedes Chips mit einer Anschlußplatte, beispielsweise mit einer Druckschaltungsplatte, herzustellen. Diese Anschlußplatte wird gewöhnlich als Substrat bezeichnet.

Zur Erleichterung der Handhabung dieser Chips, deren Abmessungen sehr klein sind, und zur Erleichterung ihrer Montage auf einem Substrat ist bereits vorgeschlagen worden, diese Chips auf einem biegsamen Streifen aus undehnbarem Isoliermaterial zu befestigen, der für seinen Antrieb mit in regelmäßigen Abständen angeordneten seitlichen Perforationslöchern und für die Montage der Chips mit äquidistanten Fenstern versehen ist. Zu der Mitte jedes Fensters erstrecken sich freitragend Anschlußleiter, die aus einem Film aus leitendem Material, welcher auf einer der Flächen des Streifens gebildet ist, herausgeschnitten worden sind. Die Anordnung der freien inneren Enden dieser Anschlußleiter entspricht in jedem Fenster der Anordnung der Kontaktflächen eines Chips, das in der Mitte dieses Fensters angeordnet ist. Die Montage von Chips auf dem Streifen geht unter diesen Bedingungen so vor sich, daß die Chips jeweils unter einem der Fenster des

609848/0 6 87

Streifens derart angeordnet werden, daß die Kontaktflächen dieses Chips jeweils mit den inneren Enden der Anschlußleiter dieses Fensters fluchten und daß dann diese Enden an die Kontaktflächen angeschweißt werden.

Die Chips, die auf diese Weise auf dem Streifen montiert worden sind, können dann auf einem Substrat, beispielsweise auf einer Druckschaltungsplatte, befestigt werden.· Zu diesem Zweck werden die Anschlußleiter, deren innere Enden an die Kontaktflächen eines IC-Chips angeschweißt sind, in geringem Abstand von den Rändern dieses Chips durchtrennt. Der auf diese Weise ■ von dem Streifen getrennte Chip wird dann mit seiner nichtaktiven Seite, d.h. mit seiner nicht mit Kontaktflächen versehenen Seite auf eine Schweißplatte ("die bonding pad" im englischen Sprachgebrauch) des Substrats geschweißt. Im Anschluß daran werden die Enden der noch vorhandenen überhängenden Teile der Anschlußleiter des Chips gebogen, um mit den entsprechenden leitenden Bereichen des Substrats in Berührung gebracht und daran angeschweißt zu werden. Im Verlauf dieser Operation erfahren diese Anschlußleiterteile somit eine Verformung, die sie mit den Rändern des Chips in Berührung bringen kann, und zwar insbesondere in dem Fall, in welchem die Kontaktflächen von den Rändern des Chips relativ weit entfernt sind. Wenn die isolierende Schutzschicht, die die aktive Seite des Chips bedeckt, bei der Zerteilung der Scheibe längs der Ränder dieses Chips abgesplittert ist, kann sich dann zwischen dem ntchtisolierten Rand des Chips und dem mit ihm in Berührung gekommenen Teil des Leiters ein Kurzschluß

609848/0687

ausbilden.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bereits eine Methode vorgeschlagen worden, welche darin besteht, auf der aktiven Fläche der Scheibe vor ihrem Überziehen mit der isolierenden Schutzschicht U-förmige Trennungsrillen zu bilden, deren Breite größer ist als die Breite der Sägeschnitte, die bei der Zerteüung dieser Scheibe in Chips gebildet werden. Daraus folgt, daß die oberen Kanten der Chips, die durch diese Zerteilung erhalten werden, gewissermaßen abgeschrägt erscheinen, wodurch die Gefahr, daß ein Leiterteil mit einem der Ränder des Chips, auf den er aufgeschweißt worden ist, in Berührung kommt, eingeschränkt wird. Eine solche Methode weist jedoch andere Nachteile auf. Selbst mit abgeschrägten Kanten ist es nämlich schwierig, bei dem Zersägen der Scheibe ein Abblättern der Schutzschicht, das schließlich die Isolierwirkung der Schutzschicht absolut illusorisch macht, zu vermeiden. Außerdem, weil einerseits das Isoliermaterial, das auf diese Scheibe nach der Bildung der Trennungsrillen aufgedampft wird, sich in diesen Rillen weniger als auf den anderen Teilen der Scheibe ansammelt und weil andererseits die Dicke der Isolierschicht notwendigerweise durch die Höhe der erhabenen Kontaktflächen auf der aktiven Fläche der Scheibe begrenzt ist, ist es sehr schwierig, einen wirksamen Schutz der Ränder von· durch das Zerteilen dieser Scheibe gebildeten Chips sicherzustellen und auf diese Weise die Gefahr von Kurzschlüssen längs dieser Ränder zu beseitigen.

609848/0687

Zur Vermeidung aller dieser Nachteile hat man es deshalb vorgezogen, die Anschlußleiter des Streifens zu wölben, d.h. sie in bezug auf die Ebene dieses Streifens derart zu verformen, daß sie nicht mit den Rändern des Chips, an dem sie angeschweißt werden, in Berührung kommen können, und zwar selbst dann nicht, wenn nach dem Durchtrennen dieser Leiter die freien Enden ihrer noch vorhandenen Teile zum Anschweißen an die leitenden Bereiche des Substrats gebogen werden. Dieses Wölben kann zwar ausgeführt werden, bevor die Chips auf dem Streifen montiert werden, aufgrund der Tatsache jedoch, daß die so gewölbten Anschlußleiter eine größere Flexibilität in der Ebene des Streifens aufweisen, besteht für jeden Leiter die Gefahr,, daß er sich bei der Montage der Chips auf der Kontaktflache verschiebt, auf der er aufliegt, und dann mit der benachbarten Kontaktfläche in Berührung kommt und auf diese Weise diese beiden Kontaktflächen kurzschließt.

Zur Beseitigung dieses Nachteils ist bereits vorgeschlagen worden, die Anschlußleiter erst zu wölben, nachdem die Chips auf dem Streifen montiert worden sind. Diese Art des Vorgehens erfordert aber, um die Gefahr des Reißens der Leiter oder des Lösens ihrer Schweißverbindung zu vermeiden, daß die Anschlußleiter eine besondere Konfiguration aufweisen. Diese Konfiguration ist in der deutschen Patentanmeldung P 26 03 383.0 der Anmelderin bereits vorgeschlagen worden.

Die vorliegende Erfindung beseitigt alle diese Nachteile und schafft

6Ö9848/0$87

ein Verfahren, durch welches ein Streifen für die Verarbeitung von IC-Chips einfach und billig hergestellt werden kann« Dieser Streifen ermöglicht, die oben erwähnte Gefahr von Kurzschlüssen zu beseitigen, ohne daß es dafür erforderlich ist, die Anschlußleiter zu wölben.

Das Verfahren zur Herstellung eines Trägers für die Verarbeitung von IC-Chips, welche zur späteren Montage auf einem Substrat bestimmt sind, wobei ein biegsamer Streifen aus undehnbarem Isoliermaterial benutzt wird, der mit äquidistanten Fenstern versehen ist, in deren Mitte jeweils ein Chip montiert werden soll, wobei eine der Flächen dieses Streifens mit einem Film aus leitendem Material überzogen wird und wobei der Film zerschnitten wird, um in jedem Fenster Anschlußleiter zu bilden, die sich freitragend zu der Mitte dieses Fensters erstrecken, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zerschneiden des Films aus leitendem Material folgende Schritte ausgeführt werden:

— Überziehen dieses Films mit einer Schicht aus lichtempfindlichem Lack,

— teilweises Beseitigen der Schicht, um den Film in Bereichen freizulegen, die in jedem Fenster Teil einer ringförmigen Zone sind, welche denjenigen Teil des Films umgibt, in der die freien inneren Enden der Anschlußleiter dieses Fensters hergestellt werden sollen, wobei die in diesem Fenster freigelegten Bereiche entweder die gesamte ringförmige Zone oder Teile

609848/0687

dieser Zone umfassen, welche zumindest auf diejenigen Stellen beschränkt sind, wo die Zone von den Umrissen der zukünftigen Anschlußleiter dieses Fensters durchquert wird,

— galvanisches Niederschlagen einer Kunstharzschicht auf den so freigelegten Bereichen des Films, und

- Beseitigen der noch vorhandenen Teile des lichtempfindlichen Lackes, so daß nun nicht die Gefahr besteht, daß durch die Anschlußleiter, welche durch das Zerschneiden des Films gebildet worden sind, Kurzschlüsse verursacht werden, wenn nach der Montage der Chips auf den freien inneren Enden diese Leiter in geringem Abstand von den Rändern jedes Chips durch- , trennt werden, um schließlich auf das Substrat aufgeschweißt zu werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Fragment eines Streifens aus

Isoliermaterial, aus welchem der Träger für die Verarbeitung von IC-Chips hergestellt wird,

Fig. 2 das Aussehen des Streifens von Fig.

1, nachdem eine seiner Flächen mit einer Folie aus leitendem Material überzogen worden ist,

6098A8/0687

Fig. 3 das Aussehen, das der Streifen von

Fig. 2 hat, wenn die auf diesem Streifen befestigte Folie zerschnitten worden ist, um Anschlußleiter zu bilden, welche zur Montage von IC-Chips dienen,

die Fig. 5 und 7 Ansichten in großem Maßstab,

welche das Aussehen jedes Fensters des Streifens von Fig. 2 in verschiedenen Etappen zeigen, wenn dieser Streifen gemäß der Erfindung vor dem Zerschneiden der leitenden Folie bearbeitet wird,

die Fig. 4 und 6 Varianten des Aussehens der in den

Fig. 5 und 7 dargestellten Anordnungen,

Fig. 8 das Aussehen der Anschlußleiter des

Streifens, der erfindungsgemäß bearbeitet worden ist,

die Fig. 9A bis 9C Schnittansichten, welche das Ver

fahren veranschaulichen, welches die . Montage von IC-Chips auf einem Substrat ermöglicht, die zuvor auf einem Streifen der in Fig. 3 dargestellten Art montiert worden sind,

609848/0687

Fig. 10 eine Schnittansicht durch einen Teil

des Substrats, welche die Form zeigt die einer der Anschlußleiter hat, die auf einem IC-Chip befestigt worden sind, wenn dieser Leiter auf einen der leitenden Bereiche dieses Substrats aufgeschweißt worden ist, und

die Fig. 11 und 12 · Kurven, welche die Änderungen der

Dicke der Harzschicht, die auf der leitenden Folie galvanisch niedergeschlagen wird, in Abhängigkeit von Niederschlagszeit und von verschiedenen Betriebsbedingungen, die zur Herstellung dieses Niederschlags gewählt werden, zeigen.

Bevor die Merkmale der Erfindung beschrieben werden, wird zunächst die Art und Weise erläutert, in welcher gewöhnlich der Träger hergestellt wird, der für die Verarbeitung von IC-Chips dient. Ein solcher Träger wird aus einem Streifen hergestellt, von welchem als Beispiel ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist. Dieser in Fig. 1 mit 10 bezeichnete Streifen besteht aus einem biegsamen und undehnbaren Isoliermaterial, bei welchem es sich beispielsweise um Polyimidmaterial handeln kann, das von der Fa. Du Pont de Nemours unter der Bezeichnung "Kapton" (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt und vertrieben wird. Dieser Streifen 10 ist

609848/0687

2620938

einerseits mit seitlichen Perforationslöchern 11, welche in regelmäßigen Abständen angeordnet sind und den Antrieb des Streifens durch eine geeignete Vorrichtung ermöglichen, und andererseits mit Fenstern 12 versehen, die in gleichmäßigen Abständen entlang der Längsachse des Streifens angeordnet sind und jeweils die Montage eines IC-Chips in einer Weise gestatten, die weiter unten beschrieben ist. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Fenster 12 in bezug auf die Größe der Chips, die sie aufnehmen sollen, groß dimensioniert sind. Deshalb hat in dem beschriebenen Beispiel jedes Fenster die Form eines Quadrats mit einer Seitenlänge von ungefähr 7 mm, während jeder Chip die Form eines Rechtecks hat, dessen Seiten eine Länge von ungefähr 2 bzw. 3 mm haben.

Der Streifen 10 wird auf einer seiner Flächen zuerst mit einer Folie 13 aus leitendem Material überzogen, die sich, wie in Fig. 2 gezeigt, über den Hauptteil der Oberfläche des Streifens erstreckt, mit Ausnahme der beiden Seitenzonen des Streifens, in welchen die Perforationslöcher 11 gebildet sind. Die Folie 13, die die Fenster 12 somit vollständig bedeckt, besteht in dem beschriebenen Beispiel aus einem Kupferstreifen mit einer Dicke von ungefähr 35 .um, der durch Warmwalzen auf eine der Flächen des Streifens 10 aufgebracht worden ist.

Später wird die Folie 13 durch bekannte Verfahren zerschnitten, beispielsweise durch Photogravüre, um Anschlußleiter CI herzustellen, die, wie in Fig. 3 gezeigt, zu den Mitten der Fenster 12 hin zusammenlaufen. Fig. 3 zeigt, daß die äußeren Enden

60984 8/0 68 7

dieser Anschlußleiter als Kontaktbereiche 14 ausgebildet sind, welche um jedes Fenster herum vorzugsweise in einer genormten Konfiguration angeordnet sind, die beispielsweise 24 (4x6) Kontaktbereiche enthält, die so verteilt sind, daß sie einen rechtwinkeligen Rahmen bilden, und von denen manche unbenutzt sein können. Fig. 3 zeigt außerdem, daß jeder Anschlußleiter teilweise auf dem Streifen 10 befestigt ist und teilweise freitragend über dem Fenster angeordnet ist, zu welchem hin. er sich verjüngt. Die Konfiguration dieser freitragenden Teile ist deutlicher aus Fig. 8 ersichtlich, welche ausführlich eines der Fenster des Streifens 10 von Fig. 3 zeigt, wenn dieser Streifen umgedreht worden ist, Die freien inneren Enden der Anschlußleiter, die zu diesem Fenster hin zusammenlaufen, d.h. die Enden 15 ihrer freitragenden Teile, sind zum Anschweißen an die Kontaktflächen eines IC-Chips bestimmt. In jedem Fenster sind diese inneren Enden 15 so angeordnet, daß sie der Konfiguration der Kontaktflächen des Chips entsprechen, der in diesem Fenster montiert werden soll. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Montage der Chips auf dem Streifen, indem jeder dieser Chips unter einem entsprechenden Fenster des Streifens derart angeordnet wird, daß die Kontaktflächen dieses Chips mit den entsprechenden inneren Enden 15 der Anschlußleiter dieses Fensters fluchten, und indem dann diese Enden 15 auf diesen Kontaktflächen angeschweißt werden. Ein auf diese Weise montierter Chip MP ist in Fig. 3 dargestellt.

Die Chips, die auf diese Weise auf dem Streifen montiert worden sind, können dann auf einem Substrat, beispielsweise auf einer Druckschaltungsplatte, befestigt werden. Die Fig. 9A, 9B und 9C

609848/0687

zeigen schematisch, wie dieser Arbeitsgang ausgeführt wird. Das Substrat 40 (Fig. 9A), welches zur Aufnahme dieser Chips bestimmt ist, ist normalerweise einerseits mit Schweißplatten, von denen eine Schweißplatte 41 in Fig. 9A gezeigt ist, und andererseits mit leitenden Bereichen versehen, von denen zwei mit 42 bezeichnete Bereiche in derselben Figur dargestellt sind.

Fig. 9A zeigt einen Chip MP, der in der Mitte eines der Fenster des Streifens 10 befestigt worden ist, wobei die Kontaktflächen 43 dieses Chips an den inneren Enden 15 der Anschlußleiter CI dieses Fensters angeschweißt sind. Die Montage dieses Chips MP auf dem Substrat 40 erfolgt, indem zuerst dieses Substrat 40 derart verschoben wird, daß die Schweißplatte 41, auf der dieser Chip befestigt werden soll, sich genau unterhalb dieses Chips befindet und indem dann an den durch die Pfeile in Fig. 9A angegebenen Stellen die freitragenden Teile der Anschlußleiter durchtrennt werden. Der Chip MP₃ der auf diese Weise von der Folie getrennt worden ist, wird dann auf die Schweißplatte 41 ,wie in Fig. 9B dargestellt, derart aufgesetzt, daß die noch vorhandenen Teile der Anschlußleiter, die mit diesem Chip fest verbunden bleiben, über die leitenden Bereiche 42 des Substrats überhängen, auf die sie aufgeschweißt werden sollen. Daran anschließend werden die Enden 44 dieser Leiterteile gebogen, damit diese Enden auf diese Bereiche 42 aufgebracht und daran angeschweißt werden können, wie in Fig. 9C dargestellt.

Die Chips, die auf diese Weise auf dem Substrat 40 befestigt

609848/0687

_ 1 Q — ΙΟ"™"

worden sind, werden schließlich in einen Tropfen polymer isierbaren Harzes eingebettet, welches nach dem Aushärten einen wirksamen Schutz für die metallischen Teile der Chips gegen die korrodierende Wirkung der Feuchtigkeit und der verschiedenen Säuren bildet, die fast immer, selbst in sehr geringen Anteilen, in der Atmosphäre anzutreffen sind.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung des Streifens wird die Folie 13 aus leitendem Material, die gemäß. der Darstellung in Fig. 2 auf einer der Flächen des Streifens 10 befestigt worden ist, vor ihrem Zerschneiden zur Herstellung der Anschlußleiter CI örtlich mit einer Kunstharzschicht überzogen, auf deren Aufgabe weiter unten eingegangen wird. Die Dicke dieser Schicht bleibt in einem Bereich zwischen 5 und 20 um. Das Harz, welches für diesen Überzug benutzt wird, ist ein Harz, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die die Polytetrafluoräthylene und die Epoxidharze enthält. Das Überzugsverfahren, das aufgrund seiner einfachen Durchführbarkeit das vorteilhafteste ist und das Herstellen einer Kunstharzschicht gestattet, die eine relativ geringe Dicke hat und deren Dicke mit sehr großer Genauigkeit eingestellt werden kann, ist die Galvanisierung. Aus Gründen, die weiter unten dargelegt sind, ist es nämlich zweckmäßig, daß diese Schicht in ihrer gesamten Ausdehnung eine gleichmäßige Dicke hat.

Bevor die Folie 13, die in dem beschriebenen Beispiel aus Kupfer

609848/0687

2620918

besteht, örtlich mit dieser Kunstharzschicht überzogen wird, wird sie zuerst einem Reinigungsvorgang unterworfen, der in dem beschriebenen Beispiel darin besteht, daß die Kupferoberfläche mit Hilfe von Freon entfettet wird, woran sich ein Spülvorgang und eine chemische Einwirkung anschließen, wobei die Kupferfolie 13 dann nacheinander in ein Bad getaucht wird, welches aus einem Gemisch aus Salpetersäure und Fluorammonium besteht, und danach in ein Bad, welches aus einer Chrom schwefel lösung besteht. Daran anschließend wird die Folie mit Säure gespült, wobei dieses Spülen durch Bewegen der Folie in einem Bad, welches aus einem Gemisch aus Salzsäure und einer Lösung besteht, die unter der Handelsbezeichnung "Diversey" (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben wird, und anschließend in einer wässrigen Salpetersäurelösung erfolgt.

Die Folie 13 wird dann getrocknet und anschließend mit einer gleichmäßigen Schicht aus lichtempfindlichem Lack überzogen. In dem beschriebenen Beispiel besteht dieser Lack aus einem lichtempfindlichen Harz, welches unter der Handelsbezeichnung "Shipley AZ 340" (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben wird. Der Lack, der auf die Folie 13 aufgebracht worden ist, wird dann getrocknet, beispielsweise mit Hilfe von Infrarotstrahlen. Daran anschließend wird der Streifen 10, auf welchem diese Folie 13 befestigt ist, in ein Belichtungsgerät eingebracht, um die lichtempfindliche Schicht, welche die Folie bedeckt, durch eine Maske hindurch, welche das auf dieser Schicht wiederzugebende Motiv trägt, der Einwirkung einer Lichtquelle auszusetzen. Ein Belichtungsgerät, welches für diesen Arbeitsgang besonders geeignet

60 9.8 48/0687

ist, ist in der deutschen Patentanmeldung P 25 20 201.1 der Anmelderin bereits vorgeschlagen. Wenn die Belichtung beendet ist, wird die Schicht aus lichtempfindlichem Lack entwickelt und die belichteten Teile des Lackes werden durch ein bekanntes Verfahren aufgelöst. In dem beschriebenen Beispiel wird dieser Arbeitsgang ausgeführt, indem zuerst der Streifen 10 für zwei Minuten in ein Bad getaucht wird, welches aus einer Lösung hergestellt worden ist, die .unter der Handelsbezeichnung "Developer Shipley AZ 303" (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben wird, wobei dieses Bad folgende Zusammensetzung hat:

- "Developer Shipley AZ 303" 1 Volumenteil

— entionisiertes Wasser 4 Volumenteile und indem nach einer Spülung mit fließendem Wasser dieser Streifen erneut für zwei Minuten in dieses Bad getaucht wird. Der mit seiner Kupferfolie überzogene Streifen wird dann gespült und getrocknet.

Nachdem die belichteten Teile der Schicht aus lichtempfindlichem Lack aufgelöst worden sind, ist die Folie 13 teilweise freigelegt. Die freigelegten Bereiche der Folie sind dafür vorgesehen, durch Galvanisierung mit einer Kunstharzschicht überzogen zu werden. In Fig. 5, welche das Aussehen eines der Fenster des Streifens zeigt, nachdem diese Lackteile beseitigt worden sind, ist zu erkennen, daß die Bereiche der Folie, die in jedem Fenster freigelegt sind, Teile 20 einer ringförmigen Zone 21 sind. Es wird aus Gründen der Klarheit der Darlegungen angenommen, daß die Zone

609848/0687

auf die Oberfläche der mit dem lichtempfindlichen Lack überzogenen Folie aufgezeichnet worden ist, wobei die ringförmige Zone 21 derart angeordnet ist, daß der Teil 19 der Folie, der von dieser Zone umgeben ist, genau derjenige Teil ist, in welchem später die freien inneren Enden 15 der Anschlußleiter dieses Fensters hergestellt werden. In Fig. 5 ist der Umriß dieser zukünftigen Anschlußleiter mit strichpunktierten Linien angegeben. Es sei angemerkt, daß gennäß der Darstellung in Fig. die Teile 20, wo die Folie freigelegt ist, sich an den Stellen befinden, wo die ringförmige Zone 21 von den Umrissen dieser zukünftigen Anschlußleiter durchquert wird. Es stellt jedoch keinen Nachteil dar, daß die Teile der ringförmigen Zone 21, die sich außerhalb dieser Stellen befinden, ebenfalls freigelegt sind, denn jeder Teil 20 kann sich dann auf diese Weise, wie Fig. 5 zeigt, über die Umrisse von mehreren Anschlußleitern erstrecken, insbesondere in dem Fall, in welchem diese Umrisse relativ nahe beieinander Hegen. Die ringförmige Zone 21 kann sogar in ihrer Gesamtheit freigelegt sein, wie es die in Fig. 4 dargestellte abgewandelte Ausführungsform zeigt.

Die Folie 13, die auf diese Weise teilweise freigelegt worden ist, wird dann einer Säurebadbehandlung zur Vorbereitung der Oberfläche unterzogen.

Die Folie 13 wird danach in fließendem Wasser gespült. Daran anschließend werden die Bereiche der Folie, die freigelegt worden sind, durch Galvanisierung mit einer Kunstharzschicht überzogen,

609848/0687

wobei dieses Harz, wie weiter oben bereits erwähnt, aus der Gruppe ausgewählt wird, die die Polytetrafluoräthylene und die Epoxidharze umfaßt. Dieses Harz wird aus einer kolloidalen Harzsuspension in wässrigem Medium niedergeschlagen, wobei die Säurezahl dieses Harzes ungleich Null ist. In dem Fall, in welchem das für diesen Überzug benutzte Harz ein Epoxidharz ist, wird es aus einer kolloidalen Suspension eines teilweise veresterten Epoxidharzes in wässrigem Medium galvanisch niedergeschlagen. So ist in dem beschriebenen Beispiel das Harz, das zum Überziehen der freigelegten Bereiche der Folie benutzt wird, ein Harz, welches durch galvanischen Niederschlag aus einer kolloidalen Suspension erhalten wird, die in Frankreich von der Fa. DUCO unter der Bezeichnung "vernis electrocoat LEE 26584" (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben wird. Dieses Harz hat eine Epoxyzahl in der Größenordnung von 1140· und eine Säurezahl in der Größenordnung von 35. Der Niederschlag des Harzes wird in dem beschriebenen Beispiel hergestellt, indem der mit seiner teilweise freigelegten Folie bedeckte Streifen ständig durch ein Becken hindurchbewegt wird, welches ein Harzbad enthält, das durch Verdünnen der vorgenannten kolloidalen Suspension mit Wasser hergestellt worden ist. Im Verlauf seines Durchgangs durch dieses Becken ist der Streifen vollständig in das Harzbad eingetaucht« Um den Niederschlag des Harzes auf denjenigen Bereichen der Folie zu ermöglichen, die freigelegt worden sind, ist eine Elektrode in das Bad eingetaucht und mit der negativen Klemme einer Gleichspannungsquelle verbunden, während die Folie mit der positiven Klemme derselben Quelle verbunden ist. Der Harzüberzug wird bei konstanter Temperatur bei einer konstanten Potentialdifferenz

6 0 9 8 A 8 / 0 6 8

und wähnend einer Zeit hergestellt, deren Wert weiter unten in der Beschreibung angegeben ist. Die Bildung dieses Überzugs läßt sich erklären, wenn beachtet wird, daß im Verlauf des Niederschiagens die Konzentration der OH -Ionen, die sich durch die Dissoziation des Wassers ergibt, in der Nähe der Anode abnimmt, wobei dann eine relative Zunahme der Konzentration der H —Ionen um diese Anode herum verursacht wird. Diese H -Ionenzunahme ist von einer Abnahme des pH-Wertes des Bades in der Nähe der Anode begleitet, so daß, wenn der pH-Wert gleich einem Kennwert wird, eine Ausflockung des Harzes erfolgt. Das ist der Grund, warum die im Handel erhältlichen kolloidalen Suspensionen, die für das galvanische Niederschlagen von Epoxidharzen benutzt werden, alle einen pH-Wert haben, der größer als der Ausflockungs-pH-Wert des Harzes ist, den sie zu erzielen gestatten. So hat die oben genannte kolloidale Suspension "vernis electrocoat LEE 26584" einen pH-Wert von etwa 7,5, während der pH-Wert, der die Ausflockung des Epoxidharzes aus dieser Suspension verursacht, etwa 6 beträgt. Durch Verdünnen dieser letztgenannten kolloidalen Suspension mit Wasser erhält man dann ein Harzbad, dessen pH-Wert von dem geschaffenen Verdünnungsverhältnis abhängt. So hat das Harzbad, das man herstellt, indem folgende Anteile" verwendet werden:

- "vernis electrocoat LEE 25584" 1 Volumenteil

- entmineralisiertes Wasser 3 Volumenteile einen pH-Wert von etwa 7,45. Ebenso, indem mehr von derselben Suspension gelöst wird, erhält man ein Harzbad, dessen pH—Wert kleiner als 7,45 ist, wobei dieser pH-Wert in demselben Maß> Wie man sich sehr großen Verdünnungen nähert, gegen 7 strebt.

609848/0687

Es sei jedoch angemerkt, daß der pH-Wert des Harzbades, den man erhält₃ wenn man die Suspension "vernis electrocoat LEE 26584" mit Wasser verdünnt, verändert werden kann, indem diesem Bad entweder Soda hinzugefügt wird, um einen höheren pH-Wert zu erhalten, oder Salzsäure, um einen niedrigeren pH—Wert zu erhalten. So wird, wenn man diese Suspension zum Niederschlagen des Harzes benutzt, der pH-Wert dieser Suspension auf einen Wert eingestellt, der zwischen 7 und 12 Hegt.

So wird, wie oben bereits angegeben, der Harzüberzug auf den freigelegten Bereichen der Folie hergestellt, indem der Streifen in das Harzbad für eine gegebene Zeit eingetaucht wird, wobei diese Zeit in einer Weise, die nun beschrieben wird, in Abhängigkeit von der Temperatur des Bades, von dem pH-Wert dieses Bades, von der an den Elektroden erzeugten Potentialdifferenz und von der Harzdicke abhängig ist, die auf die Folie aufgetragen werden soll, wobei diese Dicke gemäß der Erfindung zwischen 5 .um und 20 um betragen soll. Die Zeit, . die das Herstellen einer Harzdicke gestattet, welche diese Bedingung erfüllt, kann anhand der Kurven leicht ermittelt werden, welche die Änderungen der Dicke des galvanisch niedergeschlagenen Harzes in Abhängigkeit von der Niederschlagszeit, von dem pH-Wert des Bades, von seiner Temperatur und von der zwischen den Elektroden erzeugten Potentialdifferenz für eine bestimmte Oberfläche darstellen. Diese Kurven, von denen einige als Beispiel

609848/0687

in den Fig. 11 und 12 dargestellt sind, sind experimentelle Kurven, die zuvor in folgender Weise Punkt für Punkt aufgezeichnet worden sind.

Auf eine erste Probe einer leitenden Folie von derselben Art, aus der die Folie 13 gebildet ist, wird eine Epoxidharzschicht galvanisch niedergeschlagen, indem ein Harzbad mit einem gegebenen pH-Wert und mit gegebener Temperatur benutzt wird und indem mit einer gegebenen Potentialdifferenz und für eine gegebene Zeit gearbeitet wird. Man mißt dann die Dicke der so niedergeschlagenen Schicht, wobei diese Messung ausgeführt wird, indem zuerst durch Wiegen die Masse des galvanisch niedergeschlagenen Harzes bestimmt wird, indem dann das Volumen dieses Harzes berechnet wird, indem diese Masse durch die spezifische Masse dieses Harzes geteilt wird, und indem schließlich die Dicke berechnet wird, indem das so erhaltene Volumen durch die Oberfläche der Probe geteilt wird, auf die das Harz aufgetragen worden ist.

Man trägt anschließend eine Epoxidharzschicht auf eine zweite Probe aus leitendem Material von derselben Art wie das vorhergehende auf, indem mit demselben Bad und unter denselben Bedingungen wie zuvor, aber während einer anderen Zeit gearbeitet wird. Man mißt dann nach derselben Methode die Dicke der so aufgetragenen Harzschicht. Indem so eine Reihe von Versuchen durchgeführt wird, wobei jedesmal mit einem anderen Wert der Zeit gearbeitet wird, während die anderen Betriebsbedingungen

609848/0687

unverändert bleiben, kann man auf diese Weise die Werte der Dicke bestimmen, die bestimmten Zeiten entsprechen. Es ist dann möglich, punktweise die Kurve aufzuzeichnen, welche die Änderungen der Dicke der Harzschicht in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, wobei diese Kurve einem Bad mit einem bestimmten pH-Wert und mit einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Potentialdifferenz entspricht. So stellt beispielsweise die in Fig. 11 mit 30 bezeichnete Kurve die Änderungen der Dicke der Epoxidharzschicht in Abhängigkeit von der Zeit dar, wenn das zum Niederschlagen dieser Schicht benutzte Harbad folgende Zusammensetzung hat:

- "vernis electrocoat LEE 2S584" 1 Volumenteil

- entmineralisiertes Wasser 3 Volumenteile wobei der pH-Wert dieses Bades durch Hinzufügen von Salzsäure auf 7 eingestellt ist, wobei die Temperatur dieses Bades auf

60 C gehalten wird und wobei das Niederschlagen des Harzes mit einer Potentialdifferenz von 40 V ausgeführt wird.

Aus Vereinfachungsgründen sind in Fig. 11 nur einige Kurven für das Harzbad dargestellt, dessen Zusammensetzung vorstehend angegeben ist und dessen pH-Wert auf 7 eingestellt ist. In Fig. sind weitere Kurven dargestellt, die sich auf dasselbe Harzbad beziehen, aber mit dem Unterschied, daß der pH-Wert dieses Bades hier auf 9,5 eingestellt ist. Die Betriebsbedingungen, d.h. die Badtemperatur und der Wert der Potentialdifferenz an den Elektroden sind an jeder dieser Kurven angegeben worden, um sie

609848/068 7*

später bei der Anwendung des Verfahrens wiederfinden zu können.

Aufgrund der so erhaltenen Kurven kann man, bei Kenntnis des pH-Wertes des Bades, alle Betriebsbedingungen festlegen, die zweckmäßig sind, um auf den freigelegten Bereichen der Folie eine Harzschicht zu erhalten, die eine Dicke hat, welche zwischen 5 und 20 .um liegt. Es genügt für diesen Zweck, in der sich auf diesen pH-Wert beziehenden Kurvenschar diejenige Kurve zu betrachten, die sich auf die Temperatur und auf die Potentialdifferenz bezieht, welche benutzt werden sollen, und die beiden Grenzwerte zu notieren, zwischen denen die Zeit liegen soll, die für das Niederschlagen der Harzschicht erforderlich ist. Diese Grenzwerte sind durch die Abszissen der Punkte gegeben, wo diese Kurve die beiden Ordinaten schneidet, welche den Dicken von 5 und 20 .um entsprechen. So ist beispielsweise zu erkennen, daß, wenn man ein Harzbad mit einem pH-Wert von 7 benutzt und wenn man mit einer Potentialdifferenz von 120 V arbeitet und

ο dabei das Bad auf einer Temperatur von 40 C hält (Kurve 31 von Fig. 11), das Eintauchen des Streifens in dieses Bad für eine Zeit erfolgen muß, die zwischen ungefähr 5,5 s und 19 s liegt. In dem beschriebenen Beispiel wird ein Harzbad benutzt, dessen pH-Wert auf 7 eingestellt worden ist, und das Niederschlagen der Harzschicht wird mit einer Potentialdifferenz von

ο
120 V bei einer Temperatur von 40 C ausgeführt, wobei der Streifen in dieses Bad für etwa 10 s eingetaucht wird. Man erhält so auf den zuvor freigelegten Bereichen der Folie eine Harzschicht, die eine Dicke in der Größenordnung von 12 .um hat.

609848/0687

Der Streifen, der mit seiner Folie bedeckt ist, welche ihrerseits örtlich mit dieser Harzschicht überzogen ist, wird dann von Lack befreit, indem er für zwei Minuten in kochendes Isopropanol eingetaucht wird. Nach dem Trocknen wird diese Harzschicht polymerisiert, indem der Streifen unter einer Infrarotstrahlungsquelle vorbeigeführt wird. Das Aussehen, das dann die Fenster des Streifens jeweils haben, ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Der Teil der Folie 13, der in diesem Fenster erscheint, ist jetzt mit einer Harzschicht überzogen, welche entweder die Form eines Ringes 22 (Fig. 6) oder von kleinen Flächen 23 (Fig. 7), die Teil ein und derselben ringförmigen Zone sind, annimmt, je nach dem, ob die Folie in diesem Fenster in ihrer "Gesamtheit oder in gewissen Teilen dieser ringförmigen Zone freigelegt worden ist.

Die Folie empfängt dann eine Säurespülung, die gleich der weiter oben in der Beschreibung angegebenen ist. Sie wird danach mit einer Schicht aus lichtempfindlichem Lack überzogen. Diese Schicht wird dann getrocknet und anschließend durch eine Maske hindurch belichtet, welche die Zeichnung der auf dem Streifen herzustellenden Anschlußleiter trägt. Daran anschließend werden die belichteten Teile des Lackes .aufgelöst und die auf diese Weise freigelegten Teile der Folie werden mit Hilfe einer Lösung salzsauren Eisenchlorids graviert. Die Photogravüre-Operation wird auf der Fläche der Folie ausgeführt, die nicht an dem Streifen befestigt ist. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, Anschlußleiter herzustellen, die, wie in Fig. 3 gezeigt, teilweise auf dem Streifen befestigt und teilweise freitragend über einem der

609848/0687

Fenster des Streifens angeordnet sind.

Fig. 8 zeigt das Aussehen, das diese Anschlußleiter haben, wenn man nach dem Umdrehen des Streifens dann nur die freitragenden Teile dieser Leiter sieht. Weil das Harz vor der Photogravüre-Operation zumindest auf die Teile der ringförmigen Zone 21 örtlich begrenzt wurde, die durch die Umrisse der Anschlußleiter durchquert wurden, ist somit jeder dieser Anschlußleiter auf einem Teil seiner Länge mit einer Harzschicht überzogen. In Fig. 8 sind die so überzogenen Teile der Anschlußleiter in schwarz angegeben. In Fig. 8 ist eine strichpunktierte Linie 25 dargestellt. Das ist diejenige Linie, auf der das Durchtrennen der Anschlußleiter erfolgt, wenn der Chip, der zuvor auf diesen Leitern befestigt worden ist, von dem Streifen gelöst wird, um auf einem Substrat montiert zu werden. Die Leiterteile, die mit diesem Chip nach dem Durchtrennen fest verbunden bleiben, sind somit diejenigen, die zwischen den inneren Enden 15 dieser Leiter und dieser Linie 25 liegen. Jeder Anschlußleiter hat eine Kontaktzone 27, die sich auf einem Teil befindet, welcher mit diesem Chip nach dem Durchtrennen fest verbunden bleibt und auf die Nähe der Linie 25 beschränkt ist. Diese Zonen 27 sind, wie die Fig. 9B und 9C zeigen, zum Anschweißen an die leitenden Bereiche des Substrats bestimmt. Fig. 8 zeigt somit, daß der Teil jedes Anschlußleiters, der mit Kunstharz überzogen ist, sich zwischen einem in der Nähe seines inneren Endes 15 gelegenen Punkt G und einem zwischen dem Punkt G und der Kontaktzone 27 dieses Leiters gelegenen

609848/0687

Punkt H erstreckt. Fig. 10 zeigt die Form, die einer der auf einem Chip MP befestigten Anschlußleiter annimmt, wenn dieser Chip nach dem Trennen von dem Streifen auf einem Substrat 40 montiert ist und wenn die Kontaktzonen 27 dieser Leiter an die leitenden Bereiche dieses Substrats angeschweißt sind. Es ist dann in Fig. 10 zu erkennen, daß die Kunstharzschicht 50, die auf diesen Leiter aufgetragen worden ist, sich zumindest über denjenigen Teil dieses Leiters erstreckt, der oberhalb dieses Chips darüber angeordnet ist, sowie, daß, wenn die Kontaktzone 27 dieses Leiters an einen der leitenden Bereiche 40 angeschweißt ist, diese Schicht 50 verhindert, daß sich zwischen diesem Leiter und dem Rand 51 dieses Chips ein elektrischer Kontakt ausbildet. Man weiß nämlich, daß das Material, das sich unter den Kontaktflächen dieses Chips befindet, einen bestimmten Leitfähigkeitstyp hat, beispielsweise Silicium,

das mit Phosphor dotiert ist, während das Material, das sich längs der Ränder dieses Chips hefindet, aus Silicium besteht.

Es sei angemerkt, daß die Harzschicht, die durch Galvanisierung auf die Anschlußleiter des Streifens aufgetragen wird, den Vorteil hat, nicht nur die Gefahr von Kurzschlüssen, welche sich aus der Berührung dieser Leiter mit den Rändern der Chips ergeben, auf die sie aufgeschweißt sind, zu beseitigen, sondern außerdem, ohne eine Verschlechterung zu erfahren, die Wirkung aller thermischen, mechanischen und chemischen Behandlungen zu unterstützen, die an dem Streifen vorgenommen werden, nachdem diese Schicht aufgetragen worden ist. Darüberhinaus hat die Untersuchung

6098 48/06 8 7

mit Hilfe eines Elektronenmikroskops gezeigt, daß diese Schicht keine Mikrofraktur aufwies, selbst nachdem die Leiter, auf die sie aufgetragen worden war, an die leitenden Bereiche des Substrats angeschweißt worden waren, und daß ihre mechanischen und elektrischen Eigenschaften infolgedessen keine Verschlechterung erfahren hatten.

60 98 4 8/068 7

Claims (6)

1. Patentansprüche :

   1 »JVerfahren zur Herstellung eines Trägers für die Verarbeitung von IC-Chips, die zur späteren Montage auf einem Substrat bestimmt sind, durch Verwenden eines biegsamen Streifens aus undehnbarem Isoliermaterial, der mit äquidistanten Fenstern versehen ist, in deren Mitte jeweils ein Chip montiert werden soll, durch Überziehen einer der Flächen dieses Streifens mit einem Film aus leitendem Material und durch Zerschneiden des Films, um in jedem Fenster Anschlußleiter zu bilden, die sich freitragend zu der Mitte dieses Fensters erstrecken, gekennzeichnet durch folgende, vor dem Zerschneiden des Films aus leitendem Material ausgeführte Schritte:

   — Überziehen dieses Films mit einer Schicht lichtempfindlichen Lackes,

   - teilweises Beseitigen der Schicht, um den Film in Bereichen freizulegen, die in jedem Fenster Teil einer ringförmigen Zone sind, welche denjenigen Teil des Films umgibt, in dem die freien inneren Enden der Anschlußleiter dieses Fensters hergestellt werden sollen, wobei die freigelegten Bereiche in diesem Fenster entweder die gesamte ringförmige Zone oder Teile dieser ringförmigen Zone, welche zumindest auf diejenigen Stellen beschränkt sind, wo die Zone durch die Umrisse der zukünftigen Anschlußleiter dieses Fenster durchquert wird, umfassen.

   60 9 8 48/0687

   - galvanisches Niederschlagen einer Kunstharzschicht auf den so freigelegten Bereichen des Films, und

   — Beseitigen der noch vorhandenen Teile des lichtempfindlichen Lackes, so daß nun die Anschlußleiter, die durch Zerschneiden des Films gebildet worden sind, nicht die Gefahr schaffen, Kurzschlüsse zu verursachen, wenn nach der Montage der Chips auf den freien inneren Enden diese .Leiter in geringem Abstand von den Rändern jedes Chips durchtrennt werden, um schließlich an das Substrat angeschweißt zu werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz, welches durch galvanisches Niederschlagen auf die freigelegten Bereiche des Films aufgebracht wird, ein Harz der Gruppe ist, welches die Polytetrafluorathylene und die Epoxidharze umfaßt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

   das Harz auf die freigelegten Bereiche des Films, die als Anode benutzt werden, aufgetragen wird, indem dieser Film in eine wässrige Harzsuspension eingetaucht wird, deren Säurezahl ungleich Null ist, und indem der Harzüberzug bei konstanter Temperatur, mit einer konstanten Potentialdifferenz und während einer Zeitspanne hergestellt wird, die zwischen zwei Grenzwerten liegt, welche erhalten werden, nachdem die Kurven bestimmt worden sind, welche für den gewählten pH-Wert der Suspension und für

   60 9 8 48/0687

   die gewählte Temperatur sowie für die gewählte Potentialdifferenz die Änderungen der Dicke der aufgetragenen Harzschicht in Abhängigkeit von der Zeit darstellen, wobei diese Grenzwerte diejenigen Werte sind, für die die Dicke der galvanisch niedergeschlagenen Schicht gleich 5 um bzw. gleich 20 um ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Suspension eine kolloidale Epoxidharzsuspension ist, welche eine Epoxyzahl in der Größenordnung von 1140 und eine Säurezahl in der Größenordnung von 35 hat.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Suspension auf einen Wert zwischen 7 und 12 eingestellt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Suspension auf 7 eingestellt wird und daß der Harzüberzug bei einer Temperatur von 40 C mit einer Potentialdifferenz von 120 V und während einer Zeitspanne, die zwischen 5,5 s und 19 s liegt, hergestellt wird.

   6 098 4 8/068 7

   Leerseite