DE4338246A1 - Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frame - Google Patents
Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frameInfo
- Publication number
- DE4338246A1 DE4338246A1 DE4338246A DE4338246A DE4338246A1 DE 4338246 A1 DE4338246 A1 DE 4338246A1 DE 4338246 A DE4338246 A DE 4338246A DE 4338246 A DE4338246 A DE 4338246A DE 4338246 A1 DE4338246 A1 DE 4338246A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mask
- hold
- system carrier
- semiconductor chip
- lead frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
- H01L2224/787—Means for aligning
- H01L2224/78703—Mechanical holding means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Drahtkontaktierungen zwischen Anschlüssen eines Halbleiter chips und eines Systemträgers mit einem Heiztisch und einem Niederhalter, insbesondere zum Andrücken des Systemträgers.The invention relates to a device for producing Wire contacts between terminals of a semiconductor chips and a system carrier with a hot table and one Hold-down device, especially for pressing on the system carrier.
Bei der Herstellung integrierter Schaltkreise wird ein Halb leiterchip üblicherweise auf einem Systemträger (Leadframe) montiert. Dabei wird der Chip auf einer Insel des Systemträ gers befestigt, die in der Regel mittig bezüglich den mit den Chipanschlüssen zu kontaktierenden Anschlußfingern angeordnet ist. Typischerweise erfolgt die Verbindung der jeweiligen Anschlüsse des Systemträgers mit den entsprechenden An schlüssen des Halbleiterchips (Die) mit Hilfe von Drähten (Wirebond). Für die Kontaktierung des Drahtes mit dem jewei ligen Anschluß sind verschiedene Verfahren üblich. Aus der Veröffentlichung H.-J. Hacke: Montage integrierter Schaltun gen, Springer-Verlag, 1987, Seite 50 ff. ist das Drahtbonden mit Hilfe des Thermokompressions-, des Ultraschall- oder des Thermosonic-Verfahrens bekannt.When manufacturing integrated circuits, a half conductor chip usually on a leadframe assembled. The chip is placed on an island of the system carrier gers, which are usually centered in relation to those with the Chip connections arranged to contact connecting fingers is. Typically, the connection of the respective takes place Connections of the system carrier with the corresponding connectors closing the semiconductor chip (die) with the help of wires (Wirebond). For contacting the wire with the jewei Different methods are common. From the Publication H.-J. Hoe: assembly of integrated circuit gen, Springer-Verlag, 1987, page 50 ff. is wire bonding with the help of thermocompression, ultrasound or Thermosonic process known.
Bei den thermischen Verfahren erfolgt die Wärmezufuhr über einen Heiztisch. Fig. 5 zeigt schematisch eine bekannte Kon taktiervorrichtung. Der Heiztisch 1 wird von einem Wärmeer zeuger 10 erwärmt und ist zur Aufnahme eines Systemträger 4 und den damit verbundenen Chips 3 vorgesehen. Um einen mög lichst guten Wärmeübergang vom Heiztisch auf die Anschlußbe reiche des Systemträgers zu gewährleisten, ist eine Wärmelei tung zwischen dem Heiztisch und den Anschlußbereichen des Systemträgers erforderlich. Dazu müssen die Anschlußbereiche auf dem Heiztisch aufliegen. In the thermal processes, the heat is supplied via a heating table. Fig. 5 shows schematically a known con tacting device. The heating table 1 is heated by a heat generator 10 and is provided for receiving a system carrier 4 and the chips 3 connected thereto. In order to ensure the best possible heat transfer from the heating table to the connection areas of the system carrier, heat conduction between the heating table and the connection areas of the system carrier is required. To do this, the connection areas must rest on the heating table.
Während des Drahtbondprozesses ist ein metallischer Nieder halter 2 vorgesehen, der die Anschlüsse des Systemträgers auf den Heiztisch preßt, Fig. 5b. Die massive Niederhalterplatte aus hochlegiertem Stahl hat im Andruckbereich eine Öffnung, die den Konturen der Anschlußfinger des Systemträgers ent spricht. Auf der Unterseite der Niederhalterplatte 2 schließt sich an die Öffnung ein Rahmen an, der die Anschlußfinger des Systemträgers festklemmt. Zwar wird dadurch der Wärmeübergang zwischen dem Heiztisch und dem Systemträger verbessert, je doch auf Kosten einer größeren Wärmeableitung über den Nie derhalter, so daß sich im Effekt ein Temperaturgradient zwi schen dem Heiztisch und den Anschlußbereichen des Systemträ gers einstellt.During the wire bonding process, a metallic hold-down device 2 is provided, which presses the connections of the system carrier onto the heating table, Fig. 5b. The massive hold-down plate made of high-alloy steel has an opening in the pressure area that speaks the contours of the connecting fingers of the system carrier. On the underside of the hold-down plate 2 , a frame connects to the opening, which clamps the connecting fingers of the system carrier. Although this improves the heat transfer between the heating table and the system carrier, but at the expense of greater heat dissipation via the derie holder, so that a temperature gradient between the heating table and the connection areas of the system carrier sets in effect.
Aus der DD-PS 2 61 881 ist eine Anordnung zur Verringerung des Temperaturgradienten bei thermischen Drahtbondgeräten mit ei nem Heiztisch und einem Niederhalter bekannt. In den Nieder haltergrundkörper ist ein in ein thermisch stabiles und elektrisch isolierendes Material eingebetteter Heizleiter integriert und von einem an der Unterseite offenen Überzug aus thermisch stabilen und wärmedämmenden Material umschlos sen. Die Anordnung ist somit sehr kompliziert aufgebaut und wenig flexibel.From DD-PS 2 61 881 an arrangement for reducing the Temperature gradients in thermal wire bonding devices with egg known heating table and a hold-down. In the low holder base body is in a thermally stable and electrically insulating material embedded heating conductor integrated and from a cover open at the bottom enclosed in thermally stable and heat-insulating material sen. The arrangement is thus very complicated and not very flexible.
Bei den üblichen hohen Temperaturen der thermischen Kontak tierverfahren von etwa 300°C kommt es bei großen Inseln des Systemträgers zur Ausbildung einer Oxidschicht an der Rück seite. Durch diese Oxidschicht wird beim späteren Umhüllen der Anordnung mit einer Preßmasse eine dichte Verbindung zwi schen der Preßmasse und der Insel verhindert. Unmittelbar nach dem Umhüllvorgang und vor allem nach künstlicher Alte rung entsteht eine starke Delamination, die einen schwerwie genden Qualitätsverlust darstellt. Zur Vermeidung der für diesen Effekt ursächlichen Oxidation sind niedrige Bondtempe raturen von etwa 170°C bis 220°C erforderlich. At the usual high temperatures of thermal contact animal processes of around 300 ° C occur in large islands of the System carrier for forming an oxide layer on the back page. This oxide layer is used for subsequent wrapping the arrangement with a molding compound a tight connection between prevent the molding compound and the island. Right away after the wrapping process and especially after artificial old There is a strong delamination, which is difficult represents a loss of quality. To avoid the for Oxidation that causes this effect are low bond temperatures temperatures of around 170 ° C to 220 ° C are required.
Darüberhinaus erfordert die Einführung neuer Bauformen in der Halbleiterproduktion, wie beispielsweise der Lead-on-Chip (LOC)-Technologie oder der Wertkartenbauweisse (smart cards) niedrigere Bond-Temperaturen. In der LOC-Bauweise besteht durch die Verwendung eines Polyimid-Bandes mit beidseitigem Klebstoffauftrag zur Verbindung des Halbleiterchips mit dem Systemträger die Gefahr der Versprödung des Klebers oder des Fließens bei einer Thermoplastbeschichtung. Bei den in Ver bindung mit Wertkartenchips eingesetzten Kunststoffträger bändern besteht die Gefahr des Auskondensierens und von Wärmeverzug. Für die beiden genannten Technologien ergeben sich somit extreme Temperaturempfindlichkeiten.In addition, the introduction of new designs in the Semiconductor production, such as the lead-on-chip (LOC) technology or prepaid cards (smart cards) lower bond temperatures. In the LOC construction by using a polyimide tape with double-sided Adhesive application to connect the semiconductor chip with the System carrier the risk of embrittlement of the adhesive or Flow with a thermoplastic coating. In the ver binding with prepaid chip plastic insert tapes there is a risk of condensation and Heat distortion. Result for the two technologies mentioned extreme temperature sensitivity.
Wünschenswert ist deshalb eine Reduzierung der thermischen Belastungen während der Fertigungsschritte. Für das Drahtkon taktieren in der Chipmontage, vorzugsweise mit Golddrähten ist eine Verringerung der üblichen Verfahrenstemperaturen von 300°C auf etwa 170°C erstrebenswert.It is therefore desirable to reduce the thermal Loads during the manufacturing steps. For the wire con clock in chip assembly, preferably with gold wires is a reduction in the usual process temperatures of 300 ° C to about 170 ° C desirable.
Ein Absenken der Bondtemperaturen bedeutet jedoch eine Ver schlechterung der Qualität der Bondverbindungen, weil die temperaturbedingte geringere Ausbildung der intermetallischen Phasen zwischen den Fügepartnern Draht und Pad des Halblei terchips einerseits bzw. Draht und Anschlußbereich des Sy stemträgers eine geringere Verbindungsfestigkeit und niedri gere Langzeitstabilität zur Folge hat.However, lowering the bond temperatures means ver deterioration in the quality of the bond connections because of the lower temperature-related formation of the intermetallic Phases between the joining partners wire and pad of the half lead terchips on the one hand or wire and connection area of the Sy stem carrier a lower connection strength and low long-term stability.
Andererseits ergibt sich zwischen der Temperatur des Reglers der Bondvorrichtung und der tatsächlichen Temperatur an den Anschlüssen des Systemträgers oder des Chips ein Temperatur gradient von bis zu 50°C. Das bedeutet, daß das Gesamtsystem einschließlich der temperaturempfindlichen Komponenten mit wesentlich höheren Temperaturen belastet wird als zur Her stellung der Verbindungen an den Bondstellen effektiv zur Verfügung stehen. Dies ist insbesondere bei LOC-Anordnungen der Fall, bei denen die Beheizung der Anschlüsse des System trägers von unten über den Chip und die Folie mit beidseiti gem Klebstoffauftrag erfolgt.On the other hand, there is between the temperature of the controller the bonding device and the actual temperature to the Connections of the system carrier or the chip a temperature gradient of up to 50 ° C. That means the whole system including the temperature sensitive components much higher temperatures than the Her position of the connections at the bond points effectively To be available. This is particularly the case with LOC arrangements the case where the heating of the connections of the system carrier from below over the chip and the film with bilateral according to the adhesive application.
Bei der Herstellung von Drahtverbindungen von Wertkartenchips muß das temperaturempfindliche Kunststoffträgerband mit den Bondinseln und dem aufgeklebten Chip auf eine Temperatur von etwa 220°C erhitzt werden. Dabei schlagen sich die aus dem Trägergurt austretenden Emissionen am Niederhalter nieder und bilden eine ungleichmäßige harte Schicht bis zu 2 mm Dicke. Beim Bondvorgang drückt der so verunreinigte Niederhalter ungleichmäßig auf und kann Chips brechen. Eine Reinigung des metallischen Niederhalters ist nicht möglich, da sich die Verunreinigungen zu fest einbrennen. Die Emissionen schlagen sich ebenso am Bondkopf der Vorrichtung nieder, wobei die Optik und der Transducer besonders kritisch sind.In the production of wire connections for prepaid cards the temperature-sensitive plastic carrier tape must match the Bond pads and the glued chip to a temperature of about 220 ° C to be heated. This is reflected in the Carrier belt emissions and at the hold-down device form an uneven hard layer up to 2 mm thick. The soiled hold-down presses during the bonding process unevenly and can break chips. A cleaning of the metallic hold-down is not possible because the Burn in contaminants too firmly. The emissions beat also settles on the bonding head of the device, the Optics and the transducer are particularly critical.
Die in die Bondverbindung eingebrachte Energie besteht aus den Energiebeiträgen der Bondkraft, der Bondtemperatur und des Ultraschalls. Die Temperatur weist dabei die größte Effektivität auf. Bei einer Verringerung der Bondtemperatur können die Bondkräfte jedoch nur bedingt erhöht werden, um eine mechanische Schädigung der Anordnung zu vermeiden. Eine Erhöhung der Ultraschallenergie erscheint deshalb zweckmäßig.The energy introduced into the bond connection consists of the energy contributions of the bond force, the bond temperature and of ultrasound. The temperature has the highest Effectiveness on. When the bond temperature is reduced However, the bond forces can only be increased to a limited extent to avoid mechanical damage to the arrangement. A Increasing the ultrasonic energy therefore seems appropriate.
Die Erfindung will deshalb einen Beitrag zur Lösung der vorstehend genannten Probleme leisten.The invention therefore wants to contribute to the solution of the problems mentioned above.
Die Erfindung erreicht dies bei einer Vorrichtung der ein gangs genannten Art durch eine in den Niederhalter eingefügte Maske mit vorgegebenem Elastizitätsmodul, die als Druckzone vorgesehen ist.The invention achieves this in a device of the gangs mentioned by an inserted in the hold-down Mask with a given modulus of elasticity, which acts as a pressure zone is provided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine wirksame Be dämpfung der Anordnung. Dadurch kann die ultraschallerregte Kapillare beim Kontakt mit dem zu bondenden Teil dieses nicht in Schwingungen versetzen, was einen Energieverlust bedeuten würde. Die Vorrichtung ermöglicht auch unter ungünstigen Voraussetzungen die gleiche Bedämpfung aller Bondfinger des Systemträgers, da der vorgegebene Elastizitätsmodul des Maskenmatrials eine optimale Anpassung an ungleichmäßige Oberflächen erlaubt. Insbesondere bei LOC-Bauteilen ist dies wichtig, da hier die Anschlüsse auf dem Chip liegen und durch den ausgehärteten Kleber der verbindenden Folie in ihrer Lage fixiert sind. Mit der Erfindung sind formschlüssige Kontakte möglich.The device according to the invention enables an effective loading damping the arrangement. This can cause the ultrasound Capillary does not come into contact with the part to be bonded vibrate, which means a loss of energy would. The device also allows under unfavorable Prerequisites the same damping of all bond fingers of the System carrier, because the predetermined modulus of elasticity of Mask materials an optimal adjustment to uneven Surfaces allowed. This is particularly the case with LOC components important because the connections are on the chip and through the cured adhesive of the connecting film in its position are fixed. With the invention are positive contacts possible.
Bei einer Ausbildung der Maske aus einem Material mit gerin ger Wärmeleitzahl wird darüberhinaus die Konvenktion über den massiven großflächigen Metallniederhalter verringert. Bei der Drahtkontaktierung von Wertkartenchips ergeben sich aufgrund der mit der Erfindung möglichen niedrigeren Temperaturen er heblich weniger Emissionen des temperaturempfindlichen Kunststoffträgerbandes, so daß die sich am Niederhalter nie derschlagende ungleichmäßige harte Schicht verringert und ein Brechen der Chips beim Andrücken des Niederhalters praktisch ausgeschlossen wird.If the mask is made of a material with coarse In addition, the thermal conductivity coefficient is the convection via the massive large metal hold-down is reduced. In the Wire contacting of prepaid cards result from the lower temperatures possible with the invention considerably less emissions of the temperature sensitive Plastic carrier tape, so that the hold down never striking uneven hard layer reduced and one Practically break the chips when pressing the hold-down is excluded.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekenn zeichnet.Embodiments of the invention are characterized in the subclaims draws.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:The invention is described below with reference to one of the figures the drawing illustrated embodiment in more detail tert. Show it:
Fig. 1 eine räumliche Schemazeichnung eines Niederhalters einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a perspective schematic drawing of a blank holder of a device according to the invention,
Fig. 2 schematische Detailzeichnungen eines Niederhalters, Fig. 2 shows a schematic detail drawing of a blank holder,
Fig. 3 schematische Detailzeichnungen einer Maske für den Niederhalter, Fig. 3 is a schematic detail drawing of a mask for the blank holder,
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des mit der Erfindung erzielbaren verringerten Temperaturgradienten und Fig. 4 is a diagram for explaining the reduced temperature gradient achievable with the invention and
Fig. 5 die bereits erläuterte bekannte Anordnung. Fig. 5 shows the known arrangement already explained.
Der in Fig. 1 gezeigte Niederhalter einer erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält ein langgestrecktes, dem Heiztisch bzw. dem Trägerband angepaßtes metallisches Teil 20, das vorzugs weise aus hochlegiertem Stahl besteht. Das Teil 20 kann die Außenabmessungen eines bekannten Niederhalters haben. Auf der Unterseite ist in eine Aussparung des Metallteils 20 eine Maske 21 eingefügt, die eine Öffnung 24 enthält, welche mit einer Öffnung 25 in dem Metallteil 20 korrespondiert. Die Maske 21 kann beispielsweise mit Schrauben in entsprechenden Gewindelöchern 23 des Metallteils eingeschraubt sein. Die Dicke der Maske ist so gewählt, daß diese über die Unterseite des metallischen Teils 20 hinausragt, also dicker als die Höhe der Aussparung ist. Die Unterseite des metallischen Teils 20 kann zusätzlich mit einem wärmeisolierenden Material 22, z. B. mit Polytetrafluorethylen überzogen sein. Die Dicke des Überzugs wird dabei so gewählt, daß die Maske auf ihrer Unterseite auch bezüglich der Oberfläche des wärmeisolieren den Materials herausragt.The hold-down device shown in Fig. 1 of a device according to the invention contains an elongated, the heating table or the carrier tape adapted metallic part 20 , which preferably consists of high-alloy steel. The part 20 can have the outer dimensions of a known hold-down device. On the underside, a mask 21 is inserted into a recess in the metal part 20, which mask contains an opening 24 which corresponds to an opening 25 in the metal part 20 . The mask 21 can be screwed, for example, with screws into corresponding threaded holes 23 in the metal part. The thickness of the mask is selected so that it protrudes beyond the underside of the metallic part 20 , that is to say it is thicker than the height of the recess. The underside of the metallic part 20 can additionally with a heat insulating material 22 , for. B. coated with polytetrafluoroethylene. The thickness of the coating is chosen so that the mask on its underside also protrudes with respect to the surface of the heat-insulating material.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein metallisches Teil 20 in der Untersicht, im Schnitt und in der Draufsicht. Die Öffnung 25 weist angeschrägte Flanken auf und hat an ihrer Unterseite eine Aussparung 26, die zur Aufnahme der Maske vorgesehen ist. Fig. 2 shows an example of a metallic part 20 in the bottom view, in section and in plan view. The opening 25 has beveled flanks and has a recess 26 on its underside, which is provided for receiving the mask.
Fig. 3 zeigt detaillierte Schnitte und eine Ansicht der Maske 21 für das Metallteil 20. Die Dicke der Maske ist grö ßer als die Höhe der Aussparung 26 des Metallteils. Nach Ein fügen der Maske 21 in das Metallteil 20 ergibt sich ein Nie derhalter für die erfindungsgemäße Vorrichtung, der großflä chig auf den Anschlußbereichen des Systemträgers aufliegen kann. Die Maskenöffnung bzw. der Maskenrahmen ist an die Geometrie des Halbleiterchips und des Systemträgers so ange paßt, daß optimale Andruckverhältnisse gegeben sind. Ein Austausch der Maske gegen eine andere Maske, z. B. für ein anderes Produkt, ist einfach möglich und erlaubt hohe Flexi bilität. Fig. 3 shows a detailed section and a view of the mask 21 for the metal part 20. The thickness of the mask is greater than the height of the recess 26 of the metal part. After inserting the mask 21 into the metal part 20 there is a derie holder for the device according to the invention, which can lie largely on the connection areas of the system carrier. The mask opening or the mask frame is adapted to the geometry of the semiconductor chip and the system carrier so that optimal pressure conditions are given. An exchange of the mask for another mask, e.g. B. for another product, is easily possible and allows high flexibility.
Als Material für die Maske 21 eignet sich eine Kombination aus speziellen Glasseidengeweben, die mit hochwertigen Poly meren gebunden sind. Im Handel erhältlich ist ein Kunststoff mit der Bezeichnung KV 3 der Firma Brandenburger Isoliertech nik GmbH, Taubensuhlstraße 6, Landau/Pfalz. Dieses Material hat gemäß Firmenprospekt eine niedrige Wärmeleitzahl, die nur unwesentlich über Wärmeleitzahlen für Edelgase liegt, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine hohe Druckfestigkeit. Bei geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und hoher Dauertempe raturbeständigkeit von über 250°C weist das Material einen Elastizitätsmodul von 3*104 N/mm² auf. Andere Materialien eignen sich ebenfalls.A suitable material for the mask 21 is a combination of special glass silk fabrics that are bound with high-quality poly mers. A plastic with the designation KV 3 from Brandenburger Isoliertechnik GmbH, Taubensuhlstrasse 6, Landau / Pfalz is commercially available. According to the company brochure, this material has a low coefficient of thermal conductivity, which is only marginally higher than the coefficient of thermal conductivity for noble gases, high heat resistance and high compressive strength. With a low coefficient of thermal expansion and high long-term temperature resistance of over 250 ° C, the material has a modulus of elasticity of 3 * 104 N / mm². Other materials are also suitable.
Der Niederhalter ermöglicht eine wirksame Bedämpfung und ei nen höheren Wirkungsgrad des beim Bonden in die Vorrichtung einzubringenden Ultraschalls. Ein Rahmen des Niederhalters zum Andrücken der Anschlußbereiche des Systemträgers ist nicht erforderlich, da die gesamte Maske des Niederhalters großflächig auf den Systemträger aufdrückt und aufgrund der größeren Fläche die zu montierende Anordnung wirksam bedämp fen kann, weil der hohe Elastizitätsmodul des im Ausführungs beispiel verwendeten Maskenmaterials eine optimale Anpassung an ungleichmäßige Oberflächen oder Anschlußbereiche ermög licht.The hold-down enables effective cushioning and egg NEN efficiency when bonding into the device ultrasound to be introduced. A hold-down frame for pressing the connection areas of the system carrier not necessary as the entire hold-down mask large area on the system carrier and due to the Larger area effectively dampens the assembly to be assembled fen because of the high modulus of elasticity in the execution example mask material used an optimal adjustment on uneven surfaces or connection areas light.
Die Maske des Niederhalters paßt sich ausreichend flexibel an mögliche Höhenunterschiede der Anschlußbereiche, die aufgrund von Fertigungstoleranzen und von Ungenauigkeiten des Prozesses bis zu 10 µm betragen können, an, so daß auch die Anschlußbereiche von LOC-Bauteilen sicher und zuverlässig geklemmt werden. The hold-down mask adapts flexibly enough possible differences in height of the connection areas due to of manufacturing tolerances and inaccuracies of the Process can be up to 10 microns, so that the Connection areas of LOC components safely and reliably be clamped.
Die niedrige Wärmeleitzahl der Maske des Ausführungsbeispiels verhindert darüberhinaus einen Wärmeübergang vom auszuheizen den Chip auf den Niederhalter. Als weitere Maßnahme zur Ver ringerung des Wärmeübergangs auf den Niederhalter bzw. das metallische Teil 20 kann die Unterseite des metallischen Teils 20 mit einer selbstklebenden wärmeisolierenden Polyte trafluorethylenfolie (Markenname Teflon) überzogen werden. Dadurch wird die vom Heiztisch abgestrahlte Wärme reflektiert und das Trägerband auf dem Heiztisch wird für den eigentli chen Drahtkontaktierungsprozeß besser vorgeheizt. Auf diese Weise verringert sich der Temperaturoffset zwischen dem Reg ler für den Heiztisch und der tatsächlichen Temperatur an den zu bondenden bzw. kontaktierenden Stellen.The low coefficient of thermal conductivity of the mask of the exemplary embodiment also prevents heat transfer from the chip to be heated to the hold-down device. As a further measure for the heat transfer Ver ringerung on the blank holder or the metallic part 20, the underside of the metallic part 20 with a self-adhesive heat insulating Polyte trafluorethylenfolie (trade name Teflon) are coated. As a result, the heat radiated from the hot table is reflected and the carrier tape on the hot table is better preheated for the actual wire contacting process. In this way, the temperature offset between the controller for the heating table and the actual temperature at the points to be bonded or contacted is reduced.
Ablagerungen aufgrund eines Auskondensierens von Kunststoff- Trägerbändern für Wertkarten, die sich am Niederhalter bil den, lassen sich von einer Teflon-Beschichtung mit handelsüb lichen Lösungsmitteln leicht entfernen. Darüberhinaus ist es möglich, kostengünstig eine Teflonbeschichtung zu erneuern. Andererseits kommt die Teflonbeschichtung nicht in direkten Kontakt mit den Halbleiterchips, so daß ein Brechen der Chips aufgrund etwaiger Anpreßkräfte nicht möglich ist.Deposits due to condensation of plastic Carrier tapes for prepaid cards that are on the hold-down device the, can be from a Teflon coating with standard Easily remove solvents. Furthermore, it is possible to replace a Teflon coating inexpensively. On the other hand, the Teflon coating doesn't come in direct Contact with the semiconductor chips, causing the chips to break is not possible due to any contact pressure.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem die effektive Temperatur an dem zu kontaktierenden Systemträger in Abhängigkeit von der mit dem Regler für den Heiztisch eingestellten Temperatur bei einer Aufheizzeit von 5 sec dargestellt ist. Kurve a zeigt einen Kurvenverlauf, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden kann, während Kurve b einen Kur venverlauf nach dem Stand der Technik wiedergibt. Erkennbar wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der Temperatur gradient zwischen dem Regler bzw. dem Heiztisch und der ef fektiven Temperatur an den Bondstellen verringert. Aus diesem Grund kann die Temperatur des Heiztisches zurückgenommen wer den, so daß sich die eingangs geschilderten temperaturbeding ten Probleme bei Heiztischen deutlich verringern. Fig. 4 shows a diagram in which the effective temperature is shown to be contacted sec at the system carrier in dependence on the time set in the controller for the hot stage temperature at a heating time of 5. Curve a shows a curve profile that can be achieved with a device according to the invention, while curve b shows a curve profile according to the prior art. It can be seen that the temperature gradient between the controller or the heating table and the effective temperature at the bond points is reduced by the device according to the invention. For this reason, the temperature of the heating table can be reduced, so that the temperature-related problems in heating tables described at the beginning are significantly reduced.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4338246A DE4338246A1 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4338246A DE4338246A1 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frame |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4338246A1 true DE4338246A1 (en) | 1995-05-11 |
Family
ID=6502170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4338246A Withdrawn DE4338246A1 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frame |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4338246A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3401286A1 (en) * | 1984-01-16 | 1985-07-25 | Deubzer-Eltec GmbH, 8000 München | Bonding apparatus |
| DD261881A1 (en) * | 1987-07-01 | 1988-11-09 | Erfurt Mikroelektronik | ARRANGEMENT FOR REDUCING THE TEMPERATURE GRADIENT IN THE THERMOCOMPRESSION AND THERMOSONIC WIRE BOND |
| US5035034A (en) * | 1990-07-16 | 1991-07-30 | Motorola, Inc. | Hold-down clamp with mult-fingered interchangeable insert for wire bonding semiconductor lead frames |
| DE4142649A1 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | Gold Star Electronics | CLAMPING DEVICE FOR THE INNER LINES OF A LADDER FRAME |
| DE4210880A1 (en) * | 1991-07-15 | 1993-01-21 | Gold Star Electronics | Heating block for semiconductor chip wire bonding machine - has inner heating stage and chip heating stage at two different temps. |
-
1993
- 1993-11-09 DE DE4338246A patent/DE4338246A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3401286A1 (en) * | 1984-01-16 | 1985-07-25 | Deubzer-Eltec GmbH, 8000 München | Bonding apparatus |
| DD261881A1 (en) * | 1987-07-01 | 1988-11-09 | Erfurt Mikroelektronik | ARRANGEMENT FOR REDUCING THE TEMPERATURE GRADIENT IN THE THERMOCOMPRESSION AND THERMOSONIC WIRE BOND |
| US5035034A (en) * | 1990-07-16 | 1991-07-30 | Motorola, Inc. | Hold-down clamp with mult-fingered interchangeable insert for wire bonding semiconductor lead frames |
| DE4142649A1 (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-19 | Gold Star Electronics | CLAMPING DEVICE FOR THE INNER LINES OF A LADDER FRAME |
| DE4210880A1 (en) * | 1991-07-15 | 1993-01-21 | Gold Star Electronics | Heating block for semiconductor chip wire bonding machine - has inner heating stage and chip heating stage at two different temps. |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP 62-155526 A. In: Pat. Abstr. of JP, E-567 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112015005836B4 (en) | POWER MODULE | |
| DE102012105840B4 (en) | A method of attaching a metal surface to a carrier and method of attaching a chip to a chip carrier | |
| DE2820403A1 (en) | METHOD OF CONTACTING THE ADHESIVE ELECTRODE OF AN ELECTRICAL COMPONENT | |
| DE4142649C2 (en) | Clamping device for the inner conductor of a lead frame | |
| DE1752679A1 (en) | Joining of workpieces with the help of a flexible material | |
| DE3616494A1 (en) | INTEGRATED CIRCUIT BOX AND METHOD FOR PRODUCING AN INTEGRATED CIRCUIT BOX | |
| DE2451888A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY ALIGNMENT AND CONNECTING A SEMICONDUCTOR PLATE TO A LINE FRAME ASSEMBLY | |
| DE102016125521B4 (en) | Common method for connecting an electronic chip to a connector body and for forming the connector body | |
| DE102009020733B4 (en) | Process for the contact sintering of band-shaped contact elements | |
| DE10223738B4 (en) | Method for connecting integrated circuits | |
| EP1927132A2 (en) | Power semiconductor module and a method for the production thereof | |
| DE3335848C2 (en) | ||
| DE3938152C2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| DE69706720T2 (en) | Humpless method for connecting inner conductors with integrated semiconductor circuits | |
| EP0852807B1 (en) | Method of electrically connecting a semiconductor chip to at least one contact surface | |
| EP1220314B1 (en) | Power Semiconductor Modul | |
| EP3555913B1 (en) | Semiconductor module with baseplate with hollow chamber | |
| DE3704200C2 (en) | ||
| DE4338246A1 (en) | Device for producing wire contacts between terminals of a semiconductor chip and a lead frame | |
| WO1998013863A1 (en) | Process for flip chip bonding of a semiconductor chip with a small number of contacts | |
| EP0852774B1 (en) | Chip module | |
| DE102023126086A1 (en) | POWER MODULE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| EP1328015A2 (en) | Method of bonding a flip chip | |
| DE19531970A1 (en) | Method for producing a connection between at least two electrical conductors, one of which is arranged on a carrier substrate | |
| DE3110080A1 (en) | Method of joining a semiconductor body to a metallic system carrier, and semiconductor arrangement produced thereby |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |