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DE10231647A1 - Anschlusspads für integrierte Schaltung - Google Patents

Anschlusspads für integrierte Schaltung

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Publication number
DE10231647A1
DE10231647A1 DE10231647A DE10231647A DE10231647A1 DE 10231647 A1 DE10231647 A1 DE 10231647A1 DE 10231647 A DE10231647 A DE 10231647A DE 10231647 A DE10231647 A DE 10231647A DE 10231647 A1 DE10231647 A1 DE 10231647A1
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DE
Germany
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contact
contact surfaces
areas
contact surface
row
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Ceased
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Inventor
Michael Wagner
Sebastian Mosler
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Infineon Technologies AG
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Infineon Technologies AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktflächenanordnung mit ersten Kontaktflächen, die in einer ersten Reihe angeordnet sind, und zweiten Kontaktflächen, die daneben in einer zweiten Reihe angeordnet sind, wobei die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen jeweils mindestens eine Kante aufweisen, wobei die ersten und die zweiten Kontaktflächen so angeordnet sind, dass jeweils eine Kante der ersten Kontaktflächen und eine Kante der zweiten Kontaktflächen zueinander gerichtet sind, und wobei DOLLAR A die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen so zueinander versetzt angeordnet sind, dass die erste Reihe der ersten Kontaktflächen und die zweite Reihe der zweiten Kontaktflächen bezüglich ihrer Querrichtung ineinander greifen.

Description

  • Die Erfindung betrifft Kontaktflächen, sogenannte Anschlusspads, für integrierte Schaltungen.
  • Um integrierte Schaltungen kontaktieren zu können, sind auf den Chips sogenannte Kontaktflächen vorgesehen, mit denen die dünnen Leiterbahnen der integrierten Schaltungen mit externen Zuführungsleitungen verbunden werden können. Die Kontaktflächen sind an vordefinierten Positionen auf dem Chip vorgesehen und weisen eine Fläche auf, die es ermöglicht, die feinen Drähte der Zuführungsleitungen daran zu befestigen, zum Beispiel durch Aufpressen eines Endes der Zuführungsleitung. Alternativ können die Kontaktflächen auch über Lötpunkte mit externen Schaltkreisen verbunden werden.
  • Die Größe der Kontaktflächen ist kritisch. Um eine sichere Kontaktierung auch dann gewährleisten zu können, wenn beim Verbinden der Kontaktflächen mit den externen Zuführungsleitungen, dem sogenannten Bonding, laterale Abweichungen zwischen Kontaktflächenposition und der angefahrenen Verbindungsposition entstehen, müssen die Kontaktflächen eine Mindestgröße aufweisen.
  • Damit bei einer Fehlpositionierung beim Bonding kein Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen entsteht, muss ein Mindestabstand zwischen den Kontaktflächen vorgesehen sein. Dieser Mindestabstand gewährleistet, dass bei einer Bondverbindung am Rande einer Kontaktfläche zwei benachbarte Kontaktflächen nicht gleichzeitig kontaktiert werden, wodurch ein Kurzschluß entstehen könnte. Darüber hinaus gewährleistet ein ausreichender Abstand zwischen den Kontaktflächen auch, dass das Signalübersprechen und die kapazitive Kopplung zwischen benachbarten Leitungen reduziert wird. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass die Zuführungsleitungen einen ausreichenden Abstand haben, da dort ansonsten aufgrund von Erschütterungen oder sonstigen mechanischen Einflüssen durch Berühren zweier Zuführungsleitungen Kurzschlüsse entstehen können.
  • Durch diese Vorgaben sind die Mindestgrößen der Kontaktflächen sowie deren Abstände durch den Herstellungsprozess des Einhäusens von integrierten Schaltungen im wesentlichen vorgegeben. Die Fläche, die durch die Kontaktflächen vereinnahmt wird, ist jedoch im Vergleich zu den einzelnen Schaltungsstrukturen erheblich, was insbesondere bei den immer höher integrierten Schaltungen und aufgrund des dafür notwendigen immer besseren Substratmaterials zu einem erheblichen Flächenbedarf und somit zu erheblich höheren Kosten führt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kontaktflächen zu vorzusehen, dass der Flächenbedarf für die Kontaktflächenanordnung möglichst minimiert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Kontaktflächenanordnung nach Anspruch 1, sowie durch die Kontaktfläche nach Anspruch 7 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kontaktflächenanordnung vorgesehen, die erste Kontaktflächen und zweite Kontaktflächen aufweist. Die ersten Kontaktflächen sind in einer ersten Reihe und die zweiten Kontaktflächen daneben in einer zweiten Reihe angeordnet. Die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen weisen jeweils mindestens eine Kante auf, wobei die ersten und die zweiten Kontaktflächen so angeordnet sind, dass jeweils die Kante der ersten Kontaktflächen und die Kante der zweiten Kontaktflächen zueinander gerichtet sind. Ferner sind die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen so zueinander versetzt angeordnet, dass die erste Reihe der ersten Kontaktflächen und die zweite Reihe der zweiten Kontaktflächen bezüglich ihrer Querrichtung ineinander greifen.
  • Die erfindungsgemäße Kontaktflächenanordnung hat den Vorteil, dass die Kontaktflächenbereiche, die durch die ersten und die zweiten reihenförmig angeordnete Kontaktflächen gebildet werden, kleiner sind, so dass mehr Kontaktflächen in der erfindungsgemäßen Anordnung auf gleicher Fläche insbesondere bei geringerer Breite der Kontaktflächenanordnung, angeordnet werden können.
  • Bei den bisherigen Kontaktflächen ist es notwendig, die Kontaktflächen in mehreren Reihen anzuordnen, wobei der Mindestabstand zwischen den Kontaktflächen einer Reihe als auch zwischen den Kontaktflächen von verschiedenen Reihen eingehalten werden muss. Während sich der Mindestabstand zwischen den Kontaktflächen einer Reihe aufgrund der zuvor genannten Gründe, Signalübersprechen, kapazitive Kopplung und andere, nicht weiter reduzieren lässt, so können jedoch durch eine geeignete Anordnung der Kontaktflächen die Reihenanordnungen miteinander verschränkt angeordnet werden. Dazu eignet sich insbesondere eine Anordnung bei der Kanten der Kontaktflächen sich gegenüberliegen, so dass die Kontaktflächen schräg zueinander angeordnet werden können, ohne dass der Mindestabstand unterschritten wird.
  • Die Kontaktflächenanordnungen sind in mehreren Reihen aufgebaut, wobei die Kontaktflächen einer Reihe einen etwas größeren Abstand als den Mindestabstand aufweisen können, so dass die Kontaktflächen einer weiteren Reihe teilweise in diesem Zwischenraum versetzt angeordnet werden können. Wären die Kontaktflächen viereckig, so würden nun die Kanten der Vierecke einen gegenüber dem Mindestabstand zu geringen Abstand aufweisen.
  • Dazu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der ersten Kontaktflächen und/oder der zweiten Kontaktflächen eine abgeschrägte Ecke auf einer Seite aufweisen, die der benachbarten Reihe von Kontaktflächen gegenüberliegt. Durch eine Form, bei der die Kontaktfläche anstelle der viereckigen eine Form aufweist, d. h. bei der eine der Ecken der viereckigen Form abgeschnitten sind, wird es möglich, diesen kritischen Abstand zwischen den Ecken von benachbarten Kontaktflächen zu erhöhen, sowie die Breite der Reihenanordnung der Kontaktflächen zu reduzieren.
  • Die Reihenanordnungen von Kontaktflächen sind ineinander verschränkt anordbar, wodurch eine Höhenersparnis der Reihenanordnungen erreicht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kontaktfläche für eine integrierte Schaltung vorgesehen, wobei die Kontaktfläche drei, fünf oder mehr Kanten aufweist. Eine solche Kontaktfläche ist besonders geeignet, in einer Kontaktflächenanordnung verwendet zu werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktfläche die Form eines regelmäßigen Achteckes aufweist. Diese Form eignet sich besonders in einer Kontaktflächenanordnung wie oben beschrieben verwendet zu werden.
  • Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Kontaktfläche eine sechseckige Form aufweist, die durch Abschrägen von zwei nebeneinanderliegenden Ecken eines Vierecks gebildet ist. Eine solche Kontaktfläche bietet die Möglichkeit einer verschränkten Anordnung bei einer Reihenanordnung bei gleichzeitig möglichst größer Fläche zur Kontaktierung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Kontaktflächenanordnung in zwei Reihen nach dem Stand der Technik;
  • Fig. 2 eine Kontaktflächenanordnung mit vermindertem Abstand zwischen zwei Reihenanordnungen;
  • Fig. 3 eine Kontaktflächenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 4 eine Kontaktfläche mit einer sechseckigen Form;
  • Fig. 5 eine Kontaktfläche mit einer fünfeckigen Form, und
  • Fig. 6 eine erfindungsgemäße Kontaktfläche mit einer dreieckigen Form.
  • In Fig. 1 ist eine Kontaktflächenanordnung einer integrierten Schaltung nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Kontaktflächenanordnung umfasst mehrere Kontaktflächen 1, die sich beispielsweise auf einem Substrat einer integrierten Schaltung befinden und dabei entlang einer Reihe 2 angeordnet sind, wobei ihr Abstand a gleich oder größer ist als ein Mindestabstand. Der Mindestabstand ist durch die Systembedingungen vorgegeben, um Signalübersprechen zwischen benachbarten Signalleitungen, kapazitive Kopplung zwischen benachbarten Kontaktflächen, den daran angeschlossenen Zuführungsleitungen und andere parasitäre Effekte zu reduzieren.
  • Um eine ausreichende Zahl von Kontaktflächen 1 zum Kontaktieren der integrierten Schaltung zur Verfügung zu stellen, ist es häufig notwendig, Kontaktflächen 1 in mehreren Reihen anzuordnen. Diese Reihenanordnungen mit mehreren Reihen können sich am Rand des Chips befinden oder in der Mitte des Chips angeordnet sein. Der Abstand b zwischen den Kontaktflächenreihen ist so gewählt, dass die zuvor genannten parasitären Effekte reduziert werden können.
  • Weiterhin muß gewährleistet sein, dass eine zuverlässige Kontaktierung der Kontaktflächen mit Zuführungsleitungen und eine einfache Kontaktierung der Kontaktflächen mit der integrierten Schaltung möglich ist. Daraus ergibt sich der Mindestabstand b zwischen den Reihen der Kontaktflächen.
  • Die Kontaktflächenanordnung benötigt somit eine Mindestfläche, die durch die Mindestabstände zwischen den Kontaktflächen und der Größe der Kontaktflächen 1 bestimmt ist.
  • In Fig. 2 ist eine Kontaktflächenanordnung dargestellt, bei der der Mindestabstand zwischen den Reihen der Kontaktflächen unterschritten ist. Man erkennt, dass insbesondere an den Ecken der viereckigen Kontaktflächen 1 ein sehr geringer Abstand zwischen benachbarten Kontaktflächen besteht. Dies ist insbesondere bei dem Kontaktieren der Kontaktflächen bedenklich, da bei einer Fehljustierung Verbindungsstellen zwischen externen Zuführungsleitungen und Kontaktflächen 1 zwischen den Kontaktflächen liegen können und somit die zwei Kontaktflächen 1 kurzschließen können. Dies führt dazu, dass der Chip unbrauchbar wird.
  • Bei der verschränkten Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, kann zwar der Mindestabstand reduziert werden, dies führt aber zu keiner wesentlichen Flächenersparnis.
  • In Fig. 3 ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Kontaktfläche dargestellt, die eine regelmäßige achteckige Form aufweist. Die achteckigen Kontaktflächen 1 sind in Reihen angeordnet, wobei die Kontaktflächen 1 von verschiedenen benachbarten Reihen zueinander verschränkt angeordnet sind. D. h. ein Teil der Kontaktfläche 1 von einer Reihe reicht in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen der benachbarten Reihe hinein.
  • Durch die einander gegenüberliegenden Kanten kann einerseits der Mindestabstand zwischen den Kontaktflächen aufrecht erhalten werden und die Gesamthöhe der Reihenanordnung mit mehreren Reihen reduziert werden. Dazu werden die einander gegenüberliegenden Kanten vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Die Kontaktflächen 1 bieten dabei keine wesentlich verminderte Sicherheit gegenüber Fehljustierungen bei der Kontaktierung mit externen Zuführungsleitungen.
  • Die achteckigen Kontaktflächen werden nach den üblichen Verfahren zur Herstellung der Kontaktflächen, d. h. Lithographieverfahren, hergestellt. Das Kontaktflächenmaterial weist in der Regel Aluminium, Kupfer oder andere zur Kontaktierung von integrierten Schaltungen üblichen Materialien auf.
  • Weisen die Kontaktflächen eine regelmäßige achteckige Form auf, so können durch die ineinander verschränkte Anordnung der Reihen der Kontaktflächen eine Höheneinsparung von zweimal einem Drittel der Kontaktflächenbreite erreicht werden. Diese Flächenersparnis wird insbesondere immer bedeutender, da das Größenverhältnis zwischen Kontaktflächen und Strukturgrößen der integrierten Schaltung stetig wächst.
  • Wie in Fig. 4 dargestellt, können die Kontaktflächen eine sechseckige Form aufweisen, wobei nur die Ecken gegenüber einer viereckigen Kontaktfläche abgeschrägt sind, mit der die Kontaktfläche in die Zwischenräume einer benachbarten Reihe von Kontaktflächen eingreift. Die Kontaktfläche hat dabei die Form eines Vierecks mit zwei nebeneinander liegenden abgeschrägten Ecken. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktfläche größer ist und somit eine bessere Kontaktierung mit externen Zuführungsleitungen gewährleistet ist, ohne zusätzliche Fläche auf dem Chip zu benötigen. Die sechseckige Form der Kontaktfläche ist insbesondere dann sinnvoll, wenn es sich bei der Reihe der Kontaktflächen um eine Reihe handelt, die nur auf einer Seite eine benachbarte Reihenanordnung von Kontaktflächen hat. Die abgeschrägten Ecken der Kontaktflächen sind nur auf der Seite vorzusehen, bei der die Reihe der Kontaktflächen eine benachbarte Reihe von Kontaktflächen aufweist.
  • In Fig. 5 ist eine Kontaktflächenanordnung gezeigt, die fünfeckige Kontaktflächen aufweist. Die Kontaktflächen haben zwei längere Kanten und drei kürzere Kanten. Die beiden längeren Kanten liegen benachbart und bilden eine Ecke, die im wesentlichen in den Zwischenraum zweier Kontaktflächen in einer benachbarten Reihenanordnung zeigt.
  • In Fig. 6 ist eine Kontaktflächenanordnung gezeigt, die dreieckige Kontaktflächen aufweist. Eine der Ecken der Dreiecke weist jeweils in den Zwischenraum von zwei benachbarten Dreiecken.
  • Die Form der Kontaktflächen ergibt sich im wesentlichen aus dem Abschneiden einer Ecke einer (gedachten, ursprünglich) viereckigen Form der Kontaktfläche. Durch das Abschrägen der der benachbarten Reihenanordnung gegenüberliegenden Ecke erreicht man, dass die gesamte Breite der Reihenanordnung reduziert wird. Dabei ist die Größe der abgeschrägten Ecke so zu wählen, dass der Verlust an der Gesamtfläche der Kontaktfläche möglichst gering ist, um die Fehlkontaktierungen beim Prozess des Verbindens mit Zuführleitungen möglichst zu reduzieren.

Claims (10)

1. Kontaktflächenanordnung mit ersten Kontaktflächen, die in einer ersten Reihe angeordnet sind, und zweiten Kontaktflächen, die daneben in einer zweiten Reihe angeordnet sind,
wobei die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen jeweils mindestens eine Kante aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten und die zweiten Kontaktflächen so angeordnet sind, dass jeweils eine Kante der ersten Kontaktflächen und eine Kante der zweiten Kontaktflächen zueinander gerichtet sind, und dass
die ersten Kontaktflächen und die zweiten Kontaktflächen so zueinander versetzt angeordnet sind, dass die erste Reihe der ersten Kontaktflächen und die zweite Reihe der zweiten Kontaktflächen bezüglich ihrer Querrichtung ineinander greifen.
2. Kontaktflächenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander gerichteten Kanten der ersten Kontaktflächen und der zweiten Kontaktflächen im wesentlichen zueinander parallel angeordnet sind.
3. Kontaktflächenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den ersten Kontaktflächen und den zweiten Kontaktflächen einen Mindestabstand nicht unterschreiten.
4. Kontaktflächenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten Kontaktflächen und/oder mindestens eine der zweiten Kontaktflächen drei, fünf oder mehr Kanten aufweist.
5. Kontaktflächenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten Kontaktflächen und/oder der zweiten Kontaktflächen eine abgeschrägte Ecke auf einer Seite aufweisen, die der benachbarten Reihe von Kontaktflächen gegenüberliegt.
6. Integrierte Schaltung mit einer Kontaktflächenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Kontaktfläche für eine integrierte Schaltung, wobei die Kontaktfläche drei, fünf oder mehr Kanten aufweist.
8. Kontaktflächen nach Anspruch 7, wobei die Kontaktfläche die Form eines regelmäßigen Achteckes aufweist.
9. Kontaktfläche nach Anspruch 7, wobei die Kontaktfläche eine Form aufweist, die sich aus einem Abschrägen von mindestens einer Ecke einer viereckigen Kontaktfläche ergibt.
10. Kontaktfläche nach Anspruch 9, wobei die Kontaktfläche eine sechseckige Form aufweist, die durch Abschrägen von zwei nebeneinanderliegenden Ecken eines Vierecks gebildet ist.
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