用于制造倒装芯片电路装置的方法以及倒装芯片电路装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造倒装芯片电路装置的方法和一种相应的倒装芯片电路
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【背景技术】
[0002]在倒装芯片装配技术中将单片半导体元件(芯片、裸芯片(Die))以其有效的接触侧直接装配和接触到电路载体——例如衬底或电路板——上。半导体元件的接触面在无连接引线(引线键合)的情况下与例如电路载体的印制导线接触。由此可实现小的面积需要。
[0003]例如由金制成的钉头凸点(Stud-Bump)施加到半导体元件的接触面上，例如以键合方法，尤其是球楔键合(Ball-Wedge-Bonden)，并且随后安放到电路载体的印制导线上。随后将半导体元件压到电路载体上，在尤其印制导线变形的情况下，以便构造电连接。在借助非导电胶粘剂(NCA，非导电胶粘剂)的倒装芯片方法中在挤压之前在芯片与电路载体之间置入胶粘剂。
[0004]尤其在电路载体的不平整的表面一该表面过渡到印制导线的接触表面一的情况下，可能在压紧凸点的情况下发生不可靠的电接触，因为基于不平整性，局部不同的挤压力起作用。此外，各个突出的区域可能导致损坏或机械紧固(Verspannung)。
【发明内容】
[0005]根据本发明，求取电路载体的第一表面的高度轮廓，并且根据所求取的高度轮廓选择第一接触机构——例如印制导线——的第一接触高度和/或第二接触机构——例如凸点一的第二接触高度。尤其可以选择具有不同的第一接触高度和不同的材料量的第一接触机构和/或选择具有不同的第二接触高度和不同的材料量的第二接触机构，以便补偿所求取的高度轮廓。
[0006]根据本发明实现了一些优点:
[0007]可以完全或在很大程度上避免在过大间距下通过非触碰式接触机构的接触错误或在太小的间距下通过突出的接触机构的紧固。因此，对于接触结构可以统一地并且均匀地调节压紧力。
[0008]通过高度测量引起的附加的耗费在此是相对低的。因此根据本发明知道，单片半导体元件一般具有非常平坦的第二表面并且因此仅仅需要电路载体的第一表面的测量，尤其在注塑或模制的电路载体的情况下。此外可以将高度测量限于横向区域，在所述横向区域中可施加接触机构，也就是说基本上待装配芯片的面。
[0009]因此产生了低耗费的优点，因为仅仅必须测量一个表面并且仅仅在其高度方面的一个相对小的范围中，尤其触觉式或无触碰式。
[0010]在触觉式测量方法中，通过触碰-例如以尖端扫描电路载体的表面,并且对于每个经扫描的点存储高度信息。作为无触碰式方法例如可以应用白光干涉法，其中，以白光照射部件在相关的表面区域中的表面，并且使反射性的白光射束与未由表面反射的射束叠加并且由由此产生的干涉图案求取在表面区域中的表面的高度。
[0011]因此实现的优点在于，可以以相对简单的传感机构创建相应的表面区域的局部分辨的高度轮廓并且因此可以简单地识别不平整性。
[0012]此外产生了在不同的接触机构上压紧力的高均一性或均匀性的优点。通过第一和/或第二接触机构的接触高度匹配于表面特性可以实现:在由生产决定的公差内，通过第一接触机构形成的第一表面轮廓和通过第二接触机构形成的第二表面轮廓基本上具有相同的形状，从而在接触机构相互压紧的情况下由此构成的压紧力同等程度地作用到每个接触机构上。因此根据本发明知道，倒装芯片方法可以通过公差补偿来扩展，从而由此可以有利地建立尽可能均一的电连接。高度差可以在此通过相应部件的表面的所期望的变化产生或者不期望地例如通过制造中的误差产生。
[0013]当确定高度轮廓之后，据此确定待施加的第一和/或第二接触机构的接触高度。优选地将总高度构造为由第一和第二接触高度组成的和，其在不同的接触位置上是不同的并且描绘了高度轮廓。
[0014]因此可以在高度轮廓的具有第一与第二表面的更大间距的位置处增大第一和/或第二接触机构的材料量。
[0015]具有第一接触高度的第一接触机构可以例如通过电方式施加到电路载体上，由此可以有利地构成第一接触机构的均一的接触表面，其中，存在仅仅少量缺陷。
[0016]作为芯片上的第二接触机构例如可以设有金块或金球，所谓的凸点，其可以在接触位置上施加在芯片的表面上。用于施加这样的金块的可能性例如是球楔键合方法，其中，形成金球(球)并且固定(“键合”)在接触位置上，从而构成在金球与接触位置之间的电连接。
[0017]这样的键合方法在此是有利的，因为能够实现在微米范围中的分辨率，从而可以根据在微米范围中的高度轮廓调节第二接触机构的第二接触高度。也就是说可以由此补偿在该数量级中的不平整性。
[0018]此外可以有利地防止在彼此重叠地施加接触机构时通过以下方式产生应力峰值:例如通过接触机构或部件的静态充电发生通过一个或很少量接触机构的完全放电，相反地而是均匀地通过多个接触机构，由此可以防止损坏。
【附图说明】
[0019]图1:在接触之前的电路装置；
[0020]图2:高度测量的步骤；
[0021]图3:沿X方向描绘的在图2中测量的高度轮廓；
[0022]图4、5:根据第一实施方式的制造方法的步骤；
[0023]图6:根据第一实施方式的电路装置；
[0024]图7、8:根据第二实施方式的制造方法的步骤；以及
[0025]图8:根据第二实施方式的电路装置。
【具体实施方式】
[0026]为了构造在图6和8中示出的倒装芯片电路装置3，首先根据图1提供电路载体I——例如电路板、尤其注塑的电路载体I——和单片半导体元件2或芯片或裸芯片。电路载体I具有第一表面4,所述第一表面具有在例如μ m范围中的显著的由制造决定的公差，所述公差在该视图中表示为高度起伏或高度轮廓。芯片2具有第二表面6，该第二表面用作用于倒装芯片方法的接触侧或接触面。在第二表面6上相应地构造用于接触的接触位置8。
[0027]在这些附图中基本上示出了具有表面的沿X方向和装配方向或沿垂直Z方向的挤压方向F的延伸的相同视图；沿Y方向的相应的尺寸确定相应于X方向。电路载体I以已知的方式是非导电的，通常将印制导线或其他接触面根据本发明作为第一接触机构5或5.1、5.2、5.3 施加。
[0028]根据图1示例性地示出了在第一表面4中的凹部20 ;相应地出现多个这样的凹部，尤其也具有沿X方向和Y方向的二维的延伸。
[0029]在施加第一接触机构5或5.1,5.2,5.3之前根据图2创建电路载体I的第一表面4的高度轮廓22，其中，根据图2为了测量高度轮廓22设有触觉式测量装置9，其例如借助于测量头9.1或尖端来扫描表面4并且通过控制装置9.2接收高度测量信号并且处理高度测量信号用于高度轮廓22的显示。此外根据图2——对于触觉式测量装置9补充地或替代地——可以设有无触碰式测量装置10，尤其借助光学测量方法，例如白光方法，其中，由辐射源10.2发射光学射束10.1到第一表面4上并且由第一表面4反射的射束10.3随后被分析处理，尤其通过与辐射源10.2的未经反射的射束的干涉，例如通过分束器，以便可以通过探测器10.4由经叠加的射束的干涉图案借助于分析处理装置10.5模拟第一表面4的高度轮廓。
[0030]在测量方法中根据图2可以将测量限于相关表面区域11，例如在边界Xl和X2以内，该区域因此基本上等于或略小于芯片2的面积。
[0031]图3示出了以下基于相应的控制装置9.2或10.5的测量信号创建的高度轮廓22，该高度轮廓在此示出用于作为高度h根据方向X的显示，尤其可二维地沿X方向和y方向创建并且优选相对于参考高度21创建。
[0032]以下根据不同实施方式调节第一或第二接触机构的高度。
[0033]根据图4、5和6的第一实施方式，根据图4以恒定的第一接触高度23.1 = 23.2=23.3调节第一接触机构5.1,5.2,5.3，从而第一接触机构的第一表面轮廓26基本上相应于图3的表面轮廓22,也就是说基本上平行于第一表面4延伸。第二接触机构7.1、7.2、7.3施加到芯片2的接触位置8上并且以不同的第二接触高度24.1,24.2,24.3调节，如此使得第二接触高度24.1、24.2、24.3构成第二表面轮廓27，其又基本上相应于根据图3求取的表面轮廓22。
[0034]第一接触机构5.1,5.2、5.3可以根据图4以电方式或例如也通过粘合或施加具有恒定厚度的印制导线来构成。根据图5的第二接触机构7.1,7.2,7.3尤其可以以球-键合方法施加。在此例如设有球楔键合装置，金引线由其尖部突出。金引线的突出的端部通过相应的接触位置8引导并且随后被加热，从而金熔化并且通过表面应力形成金球(球)。该金球被压到接触位置8上并且例如以超声波脉冲固定(键合)在其上，从而构成在金球与接触位置8之间的电连接。随后将剩余引线在近金球之上剪除。那么金球连同所剪除的引线构成第二接触结构7.1,7.2或7.3。因此可以构成具有所期望的第二接触高度24.1、24.2,24.3的特定的例如基本上郁金香形的第二接触机构7.1,7.2,7.3。
[0035]第二接触高度24.1、24.2、24.3例