• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein substratbasiertes FBGA-Gehäuse mit einem Substrat zur Aufnahme eines Chips, wobei das Chip durch eine Klebstoffschicht mit dem Substrat verbunden ist, das auf der dem Chip abgewandten Seite mit Lotkugeln (Mikroballs) versehen ist, die mit Kontaktpads des Chips elektrisch verbunden sind und bei dem das Chip mit einem Mold-Compound umhaust ist. Durch die Erfindung soll ein substratbasiertes BGA-Gehäuse mit verbesserter Zuverlässigkeit insbesondere bei Temperaturwechselbelastung geschaffen werden, das kostengünstig gefertigt werden kann. Erreicht wird das dadurch, dass die Fläche der Klebstoffschicht (4) auf dem Substrat (2) mindestens so groß ausgebildet ist wie die Balloutfläche (8) der auf der dem Chip (3) abgewandten Seite des Substrates (2) befindlichen Lotkugeln (5) und dass das Chip (3) zentrisch auf der Klebstoffschicht (4) montiert ist. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Klebstoffschicht (4) in den Ecken der Balloutfläche (8) befindliche Stützbälle (9) mit einschließt oder dass den Stützbällen (9) Kleberpads (10) zugeordnet sind.
    公开号:DE102004029587A1
    申请号:DE102004029587
    申请日:2004-06-18
    公开日:2006-01-19
    发明作者:Steffen Kroehnert；Anton Dipl.-Ing. Legen；Martin Dr.rer.nat. Reiß
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H01L23-04
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein substratbasiertes FBGA-Gehäuse miteinem Substrat zur Aufnahme eines Chips, wobei das Chip durch eineKlebstoffschicht mit dem Substrat verbunden ist, das auf der demChip abgewandten Seite mit Lotkugeln (Solderballs) versehen ist,die mit Kontaktpads des Chips elektrisch verbunden sind und beidem das Chip mit einem Mold-Compund umhaust ist.
    [0002] Insbesonderebei derartigen FBGA-((Fine) Ball Grid Array)Gehäusen treten Probleme in Bezug aufdie Modulzuverlässigkeitinsbesondere bei Temperaturwechselbelastungen auf. Der Grund hierfür ist inden unterschiedlichen verwendeten Materialien und den daraus resultierendenunterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zu sehen, die zwar durch entsprechendeMaterialauswahl reduziert, aber nicht beseitigt werden können. DieFolge sind thermisch bedingte Spannungen zwischen den einzelnenKomponenten (Chip, Substrat, Mold-Compound, Lotkugeln), wobei die aufeinzelne Lotkugeln einwirkenden Kräfte kritische Werte erreichenkönnen,was Rissbildung oder ein vollständigesAbreißeneiner oder mehrerer Lotkugeln zur Folge haben kann. Das Ergebniswäre dannein unbrauchbares Modul.
    [0003] DerartigeModule enthalten ein Chip mit wenigstens einer zentralen Reihe vonBondpads, wobei das Chip mittels eines Klebers auf einem Substrat montiertist. Das Substrat, z.B. ein ein- oder mehrschichtiges Glasfaserlaminat,ist auf der dem Chip abgewandten Seite mit Lotkugeln versehen, dieauf Kontakten auf dem Substrat montiert sind. Diese Kontakte sind über Leitbahnenmit Bondinseln elektrisch verbunden, die seitlich neben einem Bondkanalim Substrat angeordnet sind. Die elektrische Verbindung der Bondpadsauf dem Chip mit den Bondinseln auf dem Substrat erfolgt mit Drahtbrücken, die durchden Bondkanal gezogen sind. Dieser Bondkanal wird nach dem Herstellender elektrischen Verbindungen mit einer Vergussmasse verschlossen.Weiterhin ist die Chipseite mit einem Mold-Compound umhaust, derauch das Substrat bedeckt, um die Rückseite und die empfindlichenChipkanten zu schützen.Es besteht die Möglichkeit,Bondkanal und Chip gleichzeitig zu umhausen (One-Step-Molding).
    [0004] Derartigesubstratbasierte BGA-Gehäuse werden üblicherweisederart aufgebaut, dass die für dieChipmontage vorgesehene Klebeflächeentsprechend der Chipgröße ausgerichtetist, um eine sichere Befestigung des Chips auf dem Substrat zu gewährleisten.Dabei gibt es unterschiedliche Versionen mit einem geringfügigen Kleberunter-oder Kleberüberstandbezogen auf den Chip.
    [0005] Wegender zunehmenden Anzahl der erforderlichen Kontakte werden zunehmendsogenannten Fan-out Gehäuseeingesetzt, bei denen die Balloutfläche, also die Fläche, aufder Lotkugeln angeordnet werden, wesentlich größer ist, als die Chipfläche. Die Folgeist, dass eine größere Anzahlvon Lotkugeln außerhalbdes Chipbereiches angeordnet ist und damit über das Substrat direkt mitdem Mold-Compound gekoppelt sind.
    [0006] DieFolge ist, dass die im Chipbereich befindlichen Lotkugeln einemanderen thermomechanischen Stress insbesondere bei Temperaturwechselbelastungenausgesetzt sind, als diejenigen im Bereich des Mold-Compounds.
    [0007] DerErfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein substratbasiertesFBGA-Gehäusemit verbesserter Zuverlässigkeitinsbesondere bei Temperaturwechselbelastung zu schaffen, das kostengünstig gefertigtwerden kann.
    [0008] Dieder Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem FBGA-Gehäuse dereingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Fläche der Klebstoffschichtauf dem Substrat mindestens so groß ausgebildet ist, wie dieBalloutflächeder auf der dem Chip abgewandten Seite des Substrates befindlichenLotkugeln und dass das Chip zentrisch auf der Klebstoffschicht montiertist.
    [0009] Ineiner ersten Ausgestaltung der Erfindung schließt die Klebstoffschicht inden Ecken der Balloutflächebefindliche Stützbälle mitein.
    [0010] Ineiner zweiten Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Klebstoffschichtder Balloutfläche,wobei im Bereich der jeweiligen Stützbälle zusätzlich einzelne Kleberpadsangeordnet sind.
    [0011] AlsKlebstoffschicht wird bevorzugt ein Elastomer mit der Eigenschaft „low modulusadhesive" verwendet.
    [0012] Durchdie Erfindung wird auf überraschend einfacheWeise eine Entkopplung der Lotkugeln vom Mold-Compound erreicht,weil durch die Ausnutzung der Elastizität des Klebers (low modulusadhesive) der thermomechanische Stress absorbiert wird und damitdie auf die Lotkugeln wirkenden Kräfte, verursacht durch die unterschiedlichenAusdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien reduziert wird. Dadurchwird eine höhereStabilitätinsbesondere bei Temperaturwechselbelastungen und damit eine höhere Modul-Zuverlässigkeiterreicht.
    [0013] Durchdie Erfindung kann das Design der Kleberfläche den Erfordernissen desModuls bzw. Packages in Bezug auf die Modulzuverlässigkeitauf ideale Weise angepasst werden.
    [0014] DieErfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
    [0015] Inden zugehörigenZeichnungen zeigen:
    [0016] 1:eine schematische Darstellung eines FBGA-Ghäuses nach dem Stand der Technik;
    [0017] 2:ein mit einer erfindungsgemäß ausgestaltetenKleberflächeversehenes FBGA-Gehäuse,
    [0018] 3:ein FBGA-Gehäusemit einer besonders großflächigen Kleberfläche, welchedie in den Ecken des Ballouts befindlichen Stützbälle mit einschließt; und
    [0019] 4:ein FBGA-Gehäusemit einer Kleberflächeentsprechend 2 und zusätzlichen Kleberpads über denStützbällen.
    [0020] In 1 istein FBGA-Gehäuse 1 nachdem Stand der Technik dargestellt. Dieses FBGA-Gehäuse 1 istauf einem Substrat 2, beispielsweise aus einem Glasfaserlaminat,aufgebaut, indem ein Chip 3 mittels einer Klebstoffschicht 4 aufdem Substrat befestigt wird. Die Klebstoffschicht 4 kanndabei gegenüberdem Chip 3 einen geringfügigen Kleberunter- oder Kleberüberstandaufweisen. Das Chip 3 ist mit wenigstens einer zentralenReihe von nicht dargestellten Bondpads versehen.
    [0021] DasSubstrat 2 kann als ein- oder mehrschichtiges Glasfaserlaminatausgeführtsein, das auf der dem Chip 3 abgewandten Seite mit Lotkugeln 5 versehenist. Diese Lotkugeln 5 sind auf Kontakten auf dem Substrat 2 montiert,die überLeitbahnen mit Bondinseln elektrisch verbunden, die seitlich neben einemBondkanal 6, der in das Substrat 2 eingearbeitetist, angeordnet. Die elektrische Verbindung der Bondpads auf demChip 3 mit den Bondinseln auf dem Substrat 2 erfolgtmit Drahtbrücken,die durch den Bondkanal 6 gezogen sind. Dieser Bondkanal 6 wirdnach dem Herstellen der elektrischen Verbindungen mit einer Vergussmasseverschlossen.
    [0022] Weiterhinist das Chip 3 auf dem Substrat 2 mit einem Mold- Compound 7 umhaust,der auch das Substrat 2 bedeckt, um die Rückseitedes Chips 3 und dessen empfindliche Chipkanten zu schützen.
    [0023] 1 zeigtanschaulich, dass die sogenannte Balloutfläche 8 deutlich größer ist,als die Klebstoffschicht 4. Das hat zur Folge, dass einigeLotkugeln 5 sich im Bereich der Klebstoffschicht 4 befinden undeinige periphere Lotkugeln 5 außerhalb der Klebstoffschicht 4 imBereich des Mold-Compounds 7.
    [0024] Gemäß der Erfindungwird die Flächeder Klebstoffschicht 4 in der Form vergrößert, dasssie mindestens der Balloutfläche 8 entspricht,wie dies aus 2 ersichtlich ist. Dadurch wirddie direkte thermisch bedingte Krafteinkopplung bei Temperaturwechselbelastungenvom Mold-Compound 7 auf die Lotkugeln 5 der jeweils äußeren Reiheunterbrochen und die mechanische Belastung der Lotkugeln 5 drastischreduziert.
    [0025] DieKlebstoffschicht 4 ist ein Elastomer (low modulus adhesive),welches thermomechanischen Stress absorbieren kann. Damit werdendie auf die Lotkugeln wirkenden Kräfte, verursacht durch die unterschiedlichenAusdehnungskoeffizienten der verwendeten Montagematerialien reduziert.Das führtzu einer höherenStabilitätdes FBGA-Gehäuses 1 insbesonderebei Temperaturwechselbelastungen in der Modul-Zuverlässigkeit.
    [0026] 3 zeigtein spezielles Package, bei dem zusätzliche Stützbälle 9 vorgesehen sind,die Schutz der übrigenLotkugeln 5 vor mechanischer Beschädigung während der Handhabung und nachder Montage des FBGA-Gehäuses 1 aufeiner Leiterplatte eine zusätzlicheStabilisierung bringen sollen. Die Klebstoffschicht 4 isthier flächenmäßig derartausgebildet, dass die in den Ecken befindlichen Stützbälle 9 miterfasst werden.
    [0027] Eineandere Ausgestaltung zeigt 4. Hier istdie Klebstoffschicht 4 größer ausgebildet, als die Balloutfläche 8,wobei fürdie Stützbälle 9 zusätzliche Kleberpads 10 vorgesehensind.
    [0028] Insämtlichenin den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformenbefindet sich überjeder Lötkugel 5 undjedem Stützball 9 aufder Chipseite zwischen dem Chip 3 bzw. dem Mold-Compound 7 unddem Substrat 2 eine Kleberschicht.
    1 FBGA-Gehäuse 2 Substrat 3 Chip 4 Klebstoffschicht 5 Lotkugel 6 Bondkanal(ausgefülltmit einer Vergussmasse) 7 Mold-Compound 8 Balloutfläche 9 Stützball 10 Kleberpad
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Substratbasiertes BGA-Gehäuse, insbesondere FBGA-Gehäuse, miteinem Substrat zur Aufnahme eines Chips, wobei das Chip durch eineKlebstoffschicht mit dem Substrat verbunden ist, das auf der demChip abgewandten Seite mit Lotkugeln (Mikroballs) versehen ist,die mit Kontaktpads des Chips elektrisch verbunden sind und beidem das Chip mit einem Moldcompund umhaust ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Flächeder Klebstoffschicht (4) auf dem Substrat (2)mindestens so groß ausgebildetist, wie die Balloutfläche(8) der auf der dem Chip (3) abgewandten Seitedes Substrates (2) befindlichen Lotkugeln (5)und dass das Chip (3) zentrisch auf der Klebstoffschicht(4) montiert ist.
    [2] Substratbasiertes BGA-Gehäuse, insbesondere FBGA-Gehäuse, nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (4)in den Ecken der Balloutfläche(8) befindliche Stützbälle (9) miteinschließt.
    [3] Substratbasiertes BGA-Gehäuse, insbesondere FBGA-Gehäuse, nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (4)der Balloutfläche(8) entspricht und dass im Bereich der jeweiligen Stützbälle (9)einzelne Kleberpads (10) angeordnet sind.
    [4] Substratbasiertes BGA-Gehäuse, insbesondere FBGA-Gehäuse, nacheinem der Ansprüche1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (4)aus einem Elastomer besteht.
    [5] Substratbasiertes BGA-Gehäuse, insbesondere FBGA-Gehäuse, nachAnspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer ein low modulus adhesiveist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20060017149A1|2006-01-26|
    DE102004029587B4|2006-05-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-11-16| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-02-25| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE |
    2015-06-05| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, DE Free format text: FORMER OWNER: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE Owner name: POLARIS INNOVATIONS LTD., IE Free format text: FORMER OWNER: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE |
    2015-10-13| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: POLARIS INNOVATIONS LTD., IE Free format text: FORMER OWNER: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 85579 NEUBIBERG, DE |
    2019-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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