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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für eine Stapel-Halbleitervorrichtung
und ein Verfahren zum Herstellen der Stapel-Halbleitervorrichtung.
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2. Beschreibung des einschlägigen Stands
der Technik
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In
den vergangenen Jahren sind tragbare elektronische Vorrichtungen,
wie z.B. Mobiltelefone, und IC-Speicherkarten, wie z.B. nichtflüchtige Speichermedien,
immer kleiner geworden, und die Anzahl von an diesen Vorrichtungen
angebrachten Teilen muss reduziert werden, und diese Teile müssen kleiner
ausgeführt
werden.
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Eine
Halbleitervorrichtung ist eine Hauptkomponente unter denjenigen
Teilen, die die oben genannten Vorrichtungen bilden. Entsprechend
ist eine Technik zum effizienten Packen der Halbleitervorrichtung
dringend erwünscht.
Ein Stapelpacken ist als eine der Packungen bekannt, die die vorgenannte Forderung
erfüllen.
Bei der Stapelpackung handelt es sich zum Beispiel um eine Packung,
in der eine Packung für
den Speicher und eine weitere Packung für die Logik gestapelt sind.
Das Verfahren zum Herstellen der Stapel-Halbleitervorrichtung ist
in den folgenden Dokumenten beschrieben.
- Dokument 1: Japanische
Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 8-236694
- Dokument 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-218273
- Dokument 3: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 6-13541
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Es
sei darauf hingewiesen, dass eine Montagevorrichtung zum Stapeln
der Packungen- für
die Herstellung der Stapel-Halbleitervorrichtung angefertigt werden
muss. Es ist eine Vorrichtungsinvestition für die vorgenannte Vorrichtung
erforderlich, und dies ist ein Grund dafür, dass die Produktionskosten
nicht reduziert werden können.
Wenn der Produktionsumfang relativ klein ist, tritt dahingehend
ein Problem auf, dass die Vorrichtungsinvestition angesichts der Kosten
eine große
Belastung ist. Keines der oben genannten Dokumente 1 bis 3 beschreibt
eine effiziente Technik, mit der die Produktionskosten reduziert
werden.
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Die
Herstellung der Stapel-Halbleitervorrichtung umfasst einen Fertigungsablauf.
Der Fertigungsablauf beginnt mit der Übernahme der Logikvorrichtung,
der Speichervorrichtung, der Packung für die Logikvorrichtung oder
der Packung für
die Speichervorrichtung von einem Halbleitervorrichtungshersteller.
Die übernommenen
Packungen werden bei einem Stapel-Halbleiterhersteller gestapelt und
zusammengebaut. Dann wird die Stapel-Halbleitervorrichtung ausgeliefert.
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Wenn
die Logikvorrichtung zum Beispiel von dem Halbleitervorrichtungshersteller
geliefert wird, werden die Logikvorrichtung und die Speichervorrichtung
jeweils gepackt, und dann wird nur die Packung für die Logikvorrichtung zu dem
Halbleitervorrichtungshersteller zurückgeschickt, bei dem es sich um
einen Original-Hersteller handelt. Der Test wird bei dem Original-Hersteller
durchgeführt,
und es werden nur für
gut befundene Produkte weitertransportiert. Dann werden zwei Packungen
gestapelt und zu einem Körper
zusammengefasst. Es werden eine Sicht- und Operationsprüfung durchgeführt, so
dass nur für
gut befundene Produkte ausgeliefert werden können.
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Generell
wird die Packung durch direktes Aufnehmen der Packung in einer Aufnahmeeinrichtung
transportiert. Bei dem Halbleitervorrichtungshersteller, zu dem
die Packung zurückgeschickt
wird, wird die Packung jedoch zu Prüfzwecken aus der Aufnahmeeinrichtung
entnommen, und dann wird die Packung nach der Prüfung wieder in der Aufnahmeeinrichtung
aufgenommen. Die in der Aufnahmeeinrichtung befindliche Packung
wird zu dem Stapel-Halbleiter-Hersteller transportiert.
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Mit
anderen Worten: es bestehen größere Möglichkeiten,
ein defektes Produkt herzustellen, da die Anzahl der Packungs-Handhabungsvorgänge größer ist.
Durch häufigeres
Auftreten von defekten Produkten erhöhen sich die Fertigungskosten.
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der oben beschriebenen Situation,
und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger für eine Stapel-Halbleitervorrichtung
und ein Verfahren zum Herstellen der Stapel-Halbleitervorrichtung
zwecks größtmöglicher Reduzierung
der Produktionskosten zu schaffen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Träger für eine Stapel-Halbleitervorrichtung
vorgesehen, der aufweist: einen unteren Trägerteil mit einem ersten Aufnahmeteil
zum Aufnehmen einer ersten Halbleitervorrichtung; und einen oberen
Trägerteil
mit einem zweiten Aufnahmeteil zum Aufnehmen einer derart auf der ersten
Halbleitervorrichtung gestapelten zweiten Halbleitervorrichtung,
dass diese auf der ersten Halbleitervorrichtung aufgesetzt ist.
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Die
zweite Halbleitervorrichtung ist auf der ersten Halbleitervorrichtung
gestapelt. Der obere Trägerteil
weist den zweiten Aufnahmeteil zum Platzieren der zweiten Halbleitervorrichtung
in einer vorgegebenen Position auf der ersten Halbleitervorrichtung
auf. Es ist somit möglich,
die Halbleitervorrichtungen ohne Fehlausrichtung zu stapeln. Es
ist keine zusätzliche
Einrichtung zum Sta peln der Halbleitervorrichtungen erforderlich,
und die Kosten können
reduziert werden.
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Der
Träger
kann ferner eine Öffnung
zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten
Halbleitervorrichtung und zum Testen vorgesehenen Pins aufweisen.
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Die
zum Testen vorgesehenen Pins und die in dem unteren Trägerteil
aufgenommene erste Halbleitervorrichtung können eine elektrische Verbindung herstellen,
und das Testen kann an der in dem Träger aufgenommenen Halbleitervorrichtung
durchgeführt werden.
Somit braucht die Halbleitervorrichtung nicht zu Testzwecken aus
dem Träger
entnommen zu werden, und die Zeit zum Handhaben der Halbleitervorrichtung
kann reduziert werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Träger
können die
unteren und oberen Trägerteile
jeweils Zusammengreifteile aufweisen, die derart zusammengreifen,
dass die unteren und oberen Trägerteile
lösbar miteinander
verbunden sind.
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Der
Träger
ist aus dem oberen Trägerteil
und dem unteren Trägerteil
gebildet, die miteinander verbunden und voneinander gelöst werden
können.
Daher braucht nur der benötigte
Trägerteil
verwendet zu werden. Das heißt,
wenn nur der untere Trägerteil
vor dem Testen angebracht ist, wird die gesamte Vorrichtungskonfiguration
nicht so groß und
nimmt nicht viel Platz ein. Wenn die Halbleitervorrichtungen gestapelt sind,
kann die Stapel-Halbleitervorrichtung durch Stapeln des oberen Trägerteils
auf dem unteren Trägerteil
geschützt
werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Träger
kann der zweite Aufnahmeteil des oberen Trägerteils eine Einsetzöffnung aufweisen,
durch die die zweite Halbleitervorrichtung in dem oberen Trägerteil
aufgenommen ist; und die Einsetzöffnung
erweitert sich allmählich
in Richtung des oberen Endes der Einsetzöffnung.
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Bei
dieser Konfiguration kann die Halbleitervorrichtung in der Einsetzöffnung eingesetzt
sein, und die Durchführungsleistung
kann verbessert werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Träger
kann der untere Trägerteil
ein Halteelement aus einem elastischen Material aufweisen, wobei
das Halteelement die erste Halbleitervorrichtung in dem ersten Aufnahmeteil
hält.
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Die
erste Halbleitervorrichtung ist mittels der Halteelemente aus elastischem
Material in dem ersten Aufnahmeteil aufgenommen, und die Halbleitervorrichtung
kann vor der beim Einsetzen in den oder Entnehmen aus dem Träger auftretenden
Belastung geschützt
werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Träger
kann das Halteelemente Seitenränder
der ersten Halbleitervorrichtung halten.
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Die
Halteelemente halten die in dem ersten Aufnahmeteil aufgenommene
erste Halbleitervorrichtung an den Seitenrändern. Somit kann die auf die Halbleitervorrichtung
aufgebrachte Belastung verringert werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Träger
können die
oberen und unteren Trägerteile
aus Metall, das Aluminium oder Kupfer oder Nickel enthält, oder
Keramik oder Polyetherketonharz gefertigt sein.
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Der
Träger
ist aus dem oben genannten Material gefertigt, und es kann ein Reflow-Löten an der in
dem Träger
aufgenommenen Halbleitervorrichtung durchgeführt werden.
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Der
Träger
kann ferner eine obere Abdeckung oder ein Ringelement aufweisen,
wobei der untere Trägerteil
mit einer Nut zum Anbringen der oberen Abdeckung oder des Ringelements
an dem unteren Trägerteil
versehen ist.
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Die
an der Halbleitervorrichtung vorgesehene obere Abdeckung ist in
der Lage, die elektrische Verbindung vor Stäuben oder Hautfett zu schützen. Die
obere Abdeckung oder das Ringmaterial, die/das direkt über der
Halbleitervorrichtung angeordnet ist, ist in der Lage, die Halbleitervorrichtung
vor Herabfallen zu schützen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein
Verfahren zum Herstellen einer Stapel-Halbleitervorrichtung mit folgenden
Schritten vorgesehen: Platzieren einer ersten Halbleitervorrichtung
in einen unteren Trägerteil
eines Stapel-Halbleitervorrichtungsträgers; und Stapeln einer zweiten
Halbleitervorrichtung auf der ersten Halbleitervorrichtung unter
Verwendung eines oberen Trägerteils
des Stapel-Halbleitervorrichtungsträgers. Somit ist es möglich, zwei
Halbleitervorrichtungen mit exzellenter Durchführungsleistung und mit Genauigkeit
zu stapeln. Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann der Schritt
des Stapelns folgende Schritte umfassen: Anbringen des oberen Trägerteils
an dem unteren Trägerteil;
und anschließendes
Platzieren der zweiten Halbleitervorrichtung in den oberen Trägerteil.
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Das
Verfahren kann den Schritt des Herstellens einer elektrischen Verbindung
zwischen den in der Stapel-Halbleitervorrichtung in einer Reflow-Kammer
aufgenommenen ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen derart,
dass die ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen miteinander
verbunden sind, umfassen. Die Halbleitervorrichtung wird in dem
Träger
aufgenommen, und der Träger
wird in die Reflow-Kammer platziert, um die Halbleiter miteinander
zu verbinden. Dadurch kann die Häufigkeit
der Handhabung der Halbleitervorrichtung reduziert werden, und es
kann eine Fehlfunktion der Halbleitervorrichtung verhindert werden.
Der Träger
braucht erst entfernt zu werden, wenn die Stapel-Halbleitervorrichtung
hergestellt ist, und die Halbleitervorrichtung kann geschützt und
die Qualität
kann aufrechterhalten werden.
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Das
Verfahren kann ferner den Schritt des Entfernen des oberen Trägerteils
vor dem Platzieren der Stapel-Halbleitervorrichtung in der Reflow-Kammer
umfassen.
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Vor
Beginn des Reflow-Lötens
wird der obere Trägerteil
entfernt, um die Gesamtwärmekapazität zu reduzieren.
Dadurch kann das Problem des durch unzureichende Temperatur verursachten
unzureichenden Schmelzens vermieden werden.
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Das
Verfahren kann ferner den Schritt des Verbindens von zu Testzwecken
vorgesehenen Pins mit der ersten Halbleitervorrichtung durch eine Öffnung in
dem unteren Trägerteil
und Testen der in dem unteren Trägerteil
aufgenommenen ersten Halbleitervorrichtung umfassen. Der Halbleiter
kann in in dem Träger
aufgenommenem Zustand getestet werden. Die Halbleitervorrichtung
braucht nicht für
jeden Test entnommen zu werden, wodurch die Gelegenheiten zum Handhaben
der Halbleitervorrichtung reduziert werden können.
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Das
Verfahren umfasst ferner den Schritt des Aufbringens eines Klebers
auf ein Dichtharz der ersten Halbleitervorrichtung vor den Stapel-Schritt.
Somit kann die Halbleitervorrichtung sicher verbunden und befestigt
werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Verfahren ist das Dichtharz ein wärmehärtbares
Harz. Die Aushärtetemperatur
und Aushärtezeit
können
gemäß der Spezifikation
der Halbleitervorrichtung durch Verwenden des Klebers mit Wärmehärteeigenschaft ausgewählt werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung können
die Produktionskosten der Stapel-Halbleitervorrichtung reduziert
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Konfiguration eines oberen Trägerteils 2 und eines
unteren Trägerteils 3;
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2A zeigt
einen zweiten Aufnahmeteil 14 in dem oberen Trägerteil 2,
und 2B zeigt einen ersten Aufnahmeteil 13 in
dem unteren Trägerteil 3;
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3 zeigt
eine in dem den oberen Trägerteil 2 und
den unteren Trägerteil 3 aufweisenden
Träger 1 aufgenommene
Stapel-Halbleitervorrichtung 100;
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4 zeigt
eine auf einer ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelte
zweite Halbleitervorrichtung 120, wobei der obere Trägerteil 2 eine
Führungsfunktion
hat;
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5 zeigt
eine weitere Konfiguration von Zusammengreifteilen an dem oberen
Trägerteil 2 und dem
unteren Trägerteil 3;
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6 zeigt
eine weitere Konfiguration von Zusammengreifteilen an dem oberen
Trägerteil 2 und dem
unteren Trägerteil 3;
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7 zeigt
eine weitere Konfiguration des oberen Trägerteils 2 mit einer
Abschrägung
zum Erweitern einer Einsetzöffnung;
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8 zeigt
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht der in dem unteren
Trägerteil 3 aufgenommenen
ersten Halbleitervorrichtung 110;
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9 zeigt
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des unteren Trägerteils 3 mit
einer daran angebrachten oberen Abdeckung 9;
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10 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit zwei Ausschnitten an zwei Seiten zum Entfernen der oberen Abdeckung 9;
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11 zeigt
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht der ersten Halbleitervorrichtung 11 mit
einem daran angebrachten O-Ring 12;
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12 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Fertigungsprozesses der Stapel-Halbleitervorrichtung;
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13 zeigt
die an dem unteren Trägerteil 3 angebrachte
erste Halbleitervorrichtung 110;
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14 zeigt
eine Ansicht mit Darstellung eines mit einer Sonde durchgeführten Tests;
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15 zeigt
eine Ansicht eines auf ein Formharz 112 aufgebrachten Klebers;
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16 zeigt
den unteren Trägerteil 3 und den
oberen Trägerteil 2;
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17 zeigt
die auf der ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelte
zweite Halbleitervorrichtung 120;
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18 zeigt
ein Reflow-Löten;
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19 zeigt
eine Ansicht mit Darstellung eines mit einer Sonde durchgeführten Tests;
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20 zeigt
eine Ansicht der aus einem Träger 1 entnommenen
Stapel-Halbleitervorrichtung;
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21 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines weiteren Fertigungsprozesses der Stapel-Halbleitervorrichtung;
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22 zeigt
eine Ansicht mit Darstellung des Entfernens des oberen Trägerteils
nach dem Stapeln der zweiten Halbleitervorrichtung 12;
und
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23 zeigt
eine Ansicht mit Darstellung des Entnehmens der Stapel-Halbleitervorrichtung aus
dem unteren Trägerteil 3.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Es
wird ein Träger
für eine
Stapel-Halbleitervorrichtung beschrieben. Gemäß 1 weist
ein Träger
für eine
Stapel-Halbleitervorrichtung 1 (nachstehend als Träger bezeichnet)
bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen oberen Trägerteil 2 und einen
unteren Trägerteil 3 auf.
Der obere Trägerteil 2 weist
eine rechteckige obere Fläche
und eine darin ausgebildete Öffnung
auf. Gemäß 2A ist
ein zweiter Aufnahmeteil 14 zum Aufnehmen der Halbleitervorrichtung
vorgesehen. Gemäß 2B ist
ein erster Aufnahmeteil 13 in dem unteren Trägerteil 3 vorgesehen.
Eine Öffnung 4 ist
zum Verbinden mit zum Testen vorgesehenen Pins in der unteren Fläche des
ersten Aufnahmeteils 13 ausgebildet.
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Der
obere Trägerteil 2 und
der untere Trägerteil 3 sind
aus Kunststoff mit Aluminium oder Kupfer oder Nickel enthaltendem
Metall, wie z.B. SUS, oder Keramik oder Polyetherketonharz (PEEK-Material) gefertigt.
Der obere Trägerteil 2 und
der untere Trägerteil 3 umschließen die
Stapel-Halbleitervorrichtung, und das Reflow-Löten wird später durchgeführt. Daher
sind bei dem Träger 1 Wärmebeständigkeit und
eine hohe Leitfähigkeit
erforderlich. Ferner darf sich der Träger 1 selbst nach
mehrfachem Gebrauch nicht verschlechtern.
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Zusammengreifteile 5 sind
jeweils an Rändern
der unteren Fläche
des oberen Trägerteils 2 und der
oberen Fläche
des unteren Trägerteils 3 vorgesehen,
wie in 1 gezeigt. Ein Vorsprung 51 an dem oberen
Trägerteil 2 greift
mit einem Vorsprung 52 an dem unteren Trägerteil 3 zusammen,
wie in 1 gezeigt. Der obere Trägerteil 2 und der
untere Trägerteil 3 sind
somit miteinander verbunden.
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3 zeigt
eine in dem den oberen Trägerteil 2 und
den unteren Trägerteil 3 aufweisenden
Träger 1 aufgenommene
Stapel-Halbleitervorrichtung 100. Die Stapel-Halbleitervorrichtung 100 weist
eine zweischichtige Struktur mit einer auf einer ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelten
zweiten Halbleitervorrichtung 120 auf. Zum Anbringen des
Trägers 1 an
der Stapel-Halbleitervorrichtung 100 wird zuerst die erste
Halbleitervorrichtung 110 in dem ersten Aufnahmeteil 13 des
unteren Trägerteils 3 aufgenommen
und werden der untere Trägerteil 3 und
der obere Trägerteil 2 mittels
der Zusammengreifteile 5 miteinander verbunden. Als nächstes wird
gemäß 4 die
zweite Halbleitervorrichtung 120 über den mit einer Öffnung versehenen
oberen Trägerteil 2 auf der
ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelt. Die erste Halbleitervorrichtung 110 und
die zweite Halbleitervorrichtung 120 können durch Aufnehmen der zweiten
Halbleitervorrichtung 120 in dem zweiten Aufnahmeteil 14 entlang
dem Innenrand des oberen Trägerteils 2 derart
positioniert sein, dass eine elektrische Verbindung hergestellt
wird. Der obere Trägerteil 2 hat
dabei eine Führungsfunktion,
so dass eine spezielle Einrichtung ausschließlich zum Stapeln der Halbleitervorrichtung
nicht erforderlich ist, wodurch es möglich ist, die Kosten zu reduzieren.
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Bei
der ersten Halbleitervorrichtung 110 ist ein nicht gezeigter
IC-Chip an einer Fläche
eines Substrats 111 angebracht, und der IC-Chip ist mit
einem Formharz 112 abgedichtet, wie in 3 gezeigt. Lötkugeln 113 sind
zum Verbinden der zum Testen vorgesehenen Pins einer Prüfsonde oder
eines anderen Substrats an der Rückseite
des Substrats 111 vorgesehen. Ferner ist bei der zweiten
Halbleitervorrichtung 120 der IC-Chip auf einer Fläche eines
Relaissubstrats 121 angebracht, und die gesamte Fläche des
Relaissubstrats 121 ist mit dem Formharz abgedichtet. Lötkugeln 123 sind
auf der Rückseite des
Relaissubstrats 121 vorgesehen, um eine elektrische Verbindung
zwischen der ersten Halbleitervorrichtung 110 und der zweiten
Halbleitervorrichtung 120 herzustellen, wie in 3 gezeigt. 3 zeigt ferner,
dass die erste Halbleitervorrichtung 110 und die zweite
Halbleitervorrichtung 120 mittels eines Klebers 6 miteinander
verbondet und aneinander befestigt sind.
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Die
Konfiguration der Zusammengreifteile 5 an dem oberen Trägerteil 2 und
dem unteren Trägerteil 3 ist
nicht auf die in 1 gezeigte beschränkt. Die Zusammengreifteile 5 können so
konfiguriert sein, wie in 5 oder 6 gezeigt.
Bei den in 5 gezeigten Zusammengreifteilen 5 ist
der Vorsprung 52 an dem unteren Trägerteil 3 in den Vorsprung 51 an
dem oberen Trägerteil 2 eingesetzt,
um den oberen Trägerteil 2 mit
dem unteren Trägerteil 3 zu
verbinden. Bei den in 6 gezeigten Zusammengreifteilen 5 ist
eine Nut 53 an dem oberen Trägerteil 2 ausgebildet,
so dass der Vorsprung 52 an dem unteren Trägerteil 3 in
die Nut 53 des oberen Trägerteils 2 eingesetzt
werden kann.
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Gemäß 7 kann
sich eine Einsetzöffnung des
zweiten Aufnahmeteils 14 des oberen Trägerteils 2 im Wesentlichen
in Richtung des oberen Endes der Einsetzöffnung erweitern. Das heißt, dass
die Einsetzöffnung
zum oberen Ende hin immer größer wird. Aufgrund
dieser konischen Einsetzöffnung
kann die Halbleitervorrichtung leicht eingesetzt werden und kann
die Durchführungsleistung
verbessert werden.
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8 zeigt
eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht der in den unteren
Trägerteil 3 aufgenommenen
ersten Halbleitervorrichtung 110. Das Substrat 111,
das in der Draufsicht aus 8 gezeigt ist,
ist auf Halteelementen 7, die an vier Seiten des unteren
Trägerteils 3 vorgesehen
sind, platziert und ist auf dem unteren Trägerteil 3 gehalten.
Das Relaissubstrat mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm wird für die Stapel-Halbleitervorrichtung 100 verwendet, um
die Dicke der Halbleitervorrichtung zu reduzieren. Wenn das Relaissubstrat
dünn ist,
sind die Ecken des Relaissubstrats einer Belastung ausgesetzt. Durch
diese von den Ecken kommende Belastung kann möglicherweise ein Lötverbindungsteil
beschädigt
werden. Insbesondere kann der Lötverbindungsteil
brechen, wenn die Halbleitervorrichtung in den Träger eingesetzt
oder aus diesem entnommen wird. Daher sind bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Halteelemente 7 an den Seitenrändern, auf
die eine geringere Belastung aufgebracht wird, statt an den schwachen
Ecken gegen die Belastung angeordnet. Somit ist die Halbleitervorrichtung beim
Entnehmen von dem Träger
vor der Belastung geschützt.
Mit anderen Worten: die vier Ecken stehen mit nichts in Kontakt.
Das Halteelement 7 ist aus einem elastischen Material,
das sich beim Einsetzen der Halbleitervorrichtung elastisch verformt,
gefertigt, wie z.B. aus Silikon, Gummi oder Polyurethan.
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Bei
der in 8 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind die Halteelemente 7 an den vier Seiten vorgesehen.
Die Halteelemente 7 können
jedoch an zwei Seiten zum Halten der Halbleitervorrichtung vorgesehen
sein.
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Goldelektroden-Pads 8 sind
auf dem Substrat 111 ausgebildet, wie in der Draufsicht
aus 8 gezeigt. Die erste Halbleitervorrichtung 110 und
die zweite Halbleitervorrichtung 120 sind dadurch elektrisch
verbunden, dass die Goldelektroden-Pads 8 mit den Lötkugeln 123 auf
der Rückseite
der zweiten Halbleitervorrichtung 120 in Kontakt kommen.
Der nicht gezeigte IC-Chip und das Formharz 112 sind auf
dem Substrat 111 vorgesehen. Das Formharz 112 dichtet
den IC-Chip ab. Dem IC-Chip zugefügte Stöße oder Kratzer können durch
Abdichten des IC-Chip mit dem Formharz 112 verhindert werden.
Epoxyd, Silikon oder Polyamid werden als Formharz 112 verwendet.
Die Lötkugeln 113 sind
auf der gegenüberliegenden
Fläche
des Substrats 111 angeordnet. Die Lötkugeln 113 dienen
als Verbindungsanschlüsse, wenn
die Stapel-Halbleitervorrichtung 100 an
dem Substrat angebracht ist.
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Eine
obere Abdeckung 9 ist auf der oberen Fläche der in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommenen
ersten Halbleitervorrichtung 110 vorgesehen, wie in 9 gezeigt.
Eine Einsetznut 11 ist auf der Innenfläche des unteren Trägerteils 3 ausgebildet,
wie in der Querschnittsansicht aus 9 gezeigt.
Die obere Abdeckung 9 ist in die Einsetznut 11 eingesetzt.
Die Goldelektroden-Pads 8 und Zwischenverbindungsmuster
sind auf dem Substrat 111 der ersten Halbleitervorrichtung 110 ausgebildet,
wie in 8 gezeigt. Die obere Abdeckung 9 ist
in der Lage, die elektrischen Verbindungsteile vor Stäuben und
Hautfett zu schützen.
Ferner ist die obere Abdeckung 9 unmittelbar über dem
Substrat 111 vorgesehen und führt von dem oberen Teil aus
eine Festhaltefunktion aus, um die erste Halbleitervorrichtung 110 vor
Herabfallen zu schützen.
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Ferner
sind ausgeschnittene Teile 10 zum Herausnehmen der in der
Einsetznut 11 des unteren Trägerteils 3 eingesetzten
oberen Abdeckung 9 an den vier Seiten des unteren Trägerteils 3 vorgesehen,
wie in 9 gezeigt. Die obere Abdeckung 9 wird
gebogen und in die Einsetznut 11 eingesetzt. Daher ist
die obere Abdeckung 9 aus einem biegbaren Material gefertigt,
zum Beispiel einer dünnen
Metallplatte oder Kunststoffplatte. Wenn die obere Abdeckung 9 aus
der Nut 11 herausgenommen wird, wird ein Spezialwerkzeug
oder ein Finger in die ausgeschnittenen Teile 10 eingeführt, um
die obere Abdeckung 9 aus der Nut zu nehmen. Die ausgeschnittenen
Teile 10 müssen
nicht unbedingt an allen vier Seiten des unteren Trägerteils 3 vorgesehen
sein. Zum Beispiel können
die ausgeschnittenen Teile 10 an zwei Seiten des unteren
Trägerteils 3 vorgesehen sein,
wie in 10 gezeigt.
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11 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines O-Rings 12, der anders als die obere Abdeckung 9 angebracht
ist. Der O-Ring 12 ist nicht in der Lage, die Elektroden
oder die Zwischenverbindungsmuster auf dem Substrat 111 vor
Stäuben
oder Hautfett zu schützen.
Gemäß 11 drückt der
O-Ring 12 jedoch dadurch ebenfalls von oben nach unten,
dass er wie die obere Abdeckung 9 unmittelbar über dem Substrat 111 angeordnet
ist, und er verhindert ein Herabfallen der ersten Halbleitervorrichtung 110.
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Als
nächstes
folgt eine Beschreibung eines ersten Beispiels eines Fertigungsverfahrens
für die Stapel-Halbleitervorrichtung 100 mit
Bezug auf ein in 12 dargestelltes Ablaufdiagramm.
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Als
erstes wird gemäß 13 die
erste Halbleitervorrichtung 110 in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommen
(Schritt S1). Genauer gesagt wird die erste Halbleitervorrichtung 110 nach
der Herstellung der Halbleitervorrichtung in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommen.
Zum Herstellen der Stapel-Halbleitervorrichtung 100 nach
dem Liefern der Halbleitervorrichtung wird die gelieferte Halbleitervorrichtung
in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommen
und wird dann die in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommene
Halbleitervorrichtung zu dem Original-Hersteller der Halbleitervorrichtung
transportiert.
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Als
nächstes
wird die in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommene
Halbleitervorrichtung 110 getestet (Schritt S2). Beim Testen
werden zum Testen vorgesehen Pins einer Sonde 200 mit der
ersten Halbleitervorrichtung 110 verbunden, und eine Energie
und Testsignale werden von der Sonde 200 geliefert, wie
in 14 gezeigt. Die Öffnung 4 ist in der
unteren Fläche
des unteren Trägerteils 3 ausgebildet, so
dass die zum Testen vorgesehenen Pins in diese eingesetzt werden
können.
Daher kann die erste Halbleitervorrichtung 110 in in dem
unteren Trägerteil 3 aufgenommenem
Zustand getestet werden. Wenn der Original-Hersteller den oben beschriebenen
Test an der Halbleitervorrichtung durchführt, werden nur für gut befundene
Produkt zurückgeschickt.
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Die
erste Halbleitervorrichtung 110 wird bei einer Abfolge
von Prozessen, wie z.B. Transport zum Original-Hersteller der Halbleitervorrichtung,
Testen und Zurückschicken,
durch den unteren Trägerteil 3 geschützt. Es
ist somit möglich,
die Qualität
der Halbleitervorrichtung aufrechtzuerhalten. Ferner wird das Testen
in in dem unteren Trägerteil 3 aufgenommenem
Zustand durchgeführt.
Dadurch kann die Häufigkeit
der direkten Handhabung der ersten Halbleitervorrichtung reduziert
werden. Folglich kann die Halbleitervorrichtung vor von außen kommenden
Faktoren geschützt
werden und können
für gut
befundene Produkte dem nächsten
Prozess zugeführt
werden.
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Anschließend wird
der Kleber 6 unter Verwendung einer Ausgabevorrichtung
auf das den IC-Chip schützende
Formharz 112 aufgebracht (Schritt S3). Ein Kleber mit Wärmehärteeigenschaft wird
als Kleber 6 verwendet. Es ist relativ einfach, die Aushärtetemperatur
und Aushärtezeit
des Klebers mit Wärmehärteeigenschaft
einzustellen. Die gewünschte
Aushärtetemperatur
und Aushärtezeit
können
unter Verwendung desjenigen Klebers eingestellt werden, der den
Anforderungen bezüglich
der zu fertigenden Halbleitervorrichtung genügt. Der Kleber mit Wärmehärteeigenschaft
ermöglicht
es, dass der in das Innere der Halbleitervorrichtung eingebrachte
Kleber problemlos aushärtet.
Dies unterscheidet sich von einem lichtaushärtenden Kleber, bei dem nur
ein Ultraviolettlicht ausgesetzter Teil aushärtet. Wenn der Kleber 6 auf
das Formharz 112 aufgebracht ist, wird der obere Trägerteil 2 auf
den unteren Trägerteil 3 posi tioniert.
Die Zusammengreifteile 5 sind sowohl an dem oberen Trägerteil 2 als
auch dem unteren Trägerteil 3 vorgesehen,
und der obere Trägerteil 2 wird
durch Verbinden der Zusammengreifteile 5 an dem unteren
Trägerteil 3 befestigt (Schritt
S4).
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Ein
Flussmittel 20 wird auf die Lötkugeln 123 auf der
zweiten Halbleitervorrichtung 120 aufgebracht (Schritt
S5), wie in 17 gezeigt. Dieser Prozess wird
nur durchgeführt,
wenn das Flussmittel 20 auf die Lötkugeln 123 aufgebracht
werden muss. 17 zeigt, dass das Flussmittel 20 auf
den Lötkugeln 123 aufgebracht
ist. Das Flussmittel 20 kann jedoch auch auf die Goldelektroden-Pads 8 auf
der ersten Halbleitervorrichtung 110 aufgebracht werden.
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Wenn
das Flussmittel 20 auf den Lötkugeln 123 aufgebracht
ist, wird die zweite Halbleitervorrichtung 120 auf die
erste Halbleitervorrichtung 110 aufgesetzt (Schritt S5),
wie in 17 gezeigt. Die zweite Halbleitervorrichtung 120 wird
durch den in der Luft ausgebildeten oberen Trägerteil 2 angebracht.
Hierbei muss die zweite Halbleitervorrichtung 120 in einer vorgegebenen
Position an der ersten Halbleitervorrichtung 110 angebracht
werden. Das heißt,
dass die Goldelektroden-Pads 8 der ersten Halbleitervorrichtung 110 ausnahmslos
mit den Lötkugeln 123 der zweiten
Halbleitervorrichtung 120 in Kontakt stehen müssen. Der
obere Trägerteil 2 hat
eine Führungsfunktion,
und die zweite Halbleitervorrichtung 120 kann einfach und
akkurat auf der ersten Halbleitervorrichtung 110 gestapelt
werden.
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Die
zweite Halbleitervorrichtung 120 wird somit gestapelt,
und dann wird der Stapel-Halbleiter 100, der in dem oberen
Trägerteil 2 und
dem unteren Trägerteil 3 aufgenommen
ist, derart in eine Reflow-Kammer platziert, dass das Reflow-Löten durchgeführt werden
kann (Schritt S6), wie in 18 gezeigt.
Der obere Trägerteil 2 und
der untere Trägerteil 3 sind
Kunststoff mit einem Aluminium oder Kupfer oder Nickel enthaltenden
Metall, wie z.B. SUS, oder Keramik oder Polyetherketonharz gefertigt.
Der obere Trägerteil 2 und
der untere Trägerteil 3 können hohen
Temperaturen in der Reflow-Kammer ausgesetzt und mehrfach verwendet
werden.
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Nach
Beendigung des Reflow-Lötens
wird das Flussmittel 20 abgewaschen und wird der Test erneut
durchgeführt
(Schritt S7). Bei diesem Test sind die zum Testen vorgesehenen Pins
der Sonde 200 mit der ersten Halbleitervorrichtung 110 verbunden, wie
in 19 gezeigt. Hierbei wird die zweite Halbleitervorrichtung 120 ebenfalls
getestet, da die zweite Halbleitervorrichtung 120 eine
elektrische Verbindung mit der ersten Halbleitervorrichtung 110 herstellt.
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Die
für gut
befundenen Produkte werden auf diese Weise beurteilt. Nach dem Test
werden der obere Trägerteil 2 und
der untere Trägerteil 3 zu
Auslieferungszwecken von der Stapel-Halbleitervorrichtung 100 entfernt
(Schritt S8).
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Es
folgt nun mit Bezug auf ein in 21 gezeigtes
Ablaufdiagramm eine Beschreibung eines zweiten Beispiels des Herstellverfahrens
für die
Stapel-Halbleitervorrichtung.
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Bei
dem zweiten Beispiel des Herstellverfahrens wird das gleiche Verfahren
durchgeführt
wie bei dem ersten, bis die zweite Halbleitervorrichtung 120 auf
der ersten Halbleitervorrichtung 110 positioniert und befestigt
ist. Bei dem vorliegenden Beispiel wird nach dem Befestigen der
zweiten Halbleitervorrichtung 120 der obere Trägerteil 2 von
dem unteren Trägerteil 3 abgenommen
(Schritt S16), wie in 22 gezeigt. Die Wärmekapazität des gesamten
Trägers kann
durch Abnehmen des oberen Trägerteils 2 reduziert
werden. Dadurch kann das Problem eines unzureichenden Schmelzens
des Lötmittels
aufgrund einer unzureichenden Temperatur vermieden werden. Ferner
kann eine niedrigere Temperatur in der Reflow-Kammer eingestellt
werden, und die Wärmebelastung
der Halbleitervorrichtung kann verringert werden.
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Nach
Entfernen des oberen Trägerteils 2 wird
das Reflow-Löten
in der Reflow-Kammer
durchgeführt
(Schritt S17). Dann wird das Flussmittel abgewaschen, und der Test
wird erneut wie beschrieben durchgeführt (Schritt S18). Die für gut befundenen
Produkte werden auf diese Weise beurteilt. Nach dem Testen wird
der untere Trägerteil 3 zu
Auslieferungszwecken von der Stapel-Halbleitervorrichtung 100 entfernt
(Schritt S19).
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Obwohl
nur einige wenige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, wird es Fachleuten
auf dem Sachgebiet ersichtlich sein, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen
durchgeführt werden
können,
ohne dass dadurch von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung
abgewichen wird, deren Umfang in den Ansprüchen und deren Äquivalenten
definiert ist. Zum Beispiel ist der aus dem oberen Trägerteil 2 und
dem unteren Trägerteil 3 gebildete
Träger 1 beschrieben
worden. Die Konfiguration des Trägers
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Es kann ein Träger
verwendet werden, der eine Führungsfunktion
hat und mehrere Halbleitervorrichtungen aufnehmen kann. Der Träger kann
aus mehreren Trägerteilen
gebildet sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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TRÄGER FÜR EINE STAPEL-HALBLEITERVORRICHTUNG
UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN DERSELBEN
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Ein
Träger
für eine
Stapel-Halbleitervorrichtung weist einen unteren Trägerteil 3 mit
einem ersten Aufnahmeteil 12 zum Aufnehmen einer ersten Halbleitervorrichtung 110 und
einen oberen Trägerteil 2 mit
einem zweiten Aufnahmeteil 14 zum Aufnehmen einer zweiten
Halbleitervorrichtung 120 auf, die derart auf der ersten
Halbleitervorrichtung 110 gestapelt ist, dass sie auf der
ersten Halbleitervorrichtung 110 aufgesetzt ist. Es ist
somit möglich,
eine zusätzliche
Vorrichtung zum Stapeln der Halbleitervorrichtung zu eliminieren
und dadurch die Kosten zu reduzieren.