SE470501B

SE470501B - Förfarande vid montering på ett substrat av en TAB-krets, varvid TAB-strukturens anslutningar utgörs av ett elektriskt ledande anslutningsmönster som framställts på en filmremsa och vilket är anslutet till TAB-strukturens halvledarkretsbricka

Info

Publication number: SE470501B
Application number: SE9202943A
Authority: SE
Inventors: Pontus Lundstroem; Guenther Buestrich
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-06-06
Also published as: SE9202943D0; GB9320702D0; GB2272104B; DE4333956A1; SE9202943L; US5728247A; FR2696582A1; FR2696582B1; GB2272104A

Description

2 Dokumentet visar tràdbondning mot TAB-strukturen som ett alternativ till massbondning för halvledarkretsbrickan mot TAB- strukturen.

Redogörelse för uppfinningen Ett ändamål med den föreliggande uppfinningen är att till- handahålla ett förfarande vid användning av kretsar med TAB- struktur som utnyttjar TAB-teknikens möjlighet till rationell utprovning av kretsbrickan före det slutliga applicerandet av kretsbrickan i den slutliga kretskonfigurationen på ett substrat, men genom vilket förfarande kravet på speciella klipp- och bockverktyg liksom speciella termoder undviks vid anslutningen av den speciella TAR-strukturen i den slutliga kretskonfiguratio- nen .

I enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen klipps TAB-strukturens anslutningsben längs dess fyra sidor, efter testning av kretsbrickan, medelst ett generellt klipp- verktyg, vilket klippverktyg därvid används för olika före- kommande utföringsstorlekar av TAB-strukturen.

Vidare i enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen limmas därefter kretsbrickan i TAB-strukturen mot substratet i den slutliga kretskonfigurationen, endera genom limning av själva kretsbrickan mot denna och/eller genom limning av den resterande kvarvarande delen av TAB-strukturens avklippta anslutningsben mot substratet, varvid om önskvärt mellanliggande skärmande eller dielektriska skikt enkelt anordnas, och varefter samtliga anslutningar tràdbondas mot substratet med den slutliga kretskonfigurationen enligt gängse använd teknik.

Vidare i enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen krävs i normalfallet ingen bockning av 'I'AB-struktu- rens anslutningsledare eftersom bockning normalt görs för att få dessa anslutningsledare att fjädra för att ta upp mekaniska spänningsrörelser, varvid i enlighet med förfarandet dessa mekaniska spänningsrörelser även naturligt upptas dels av de i 3 enlighet med förfarandet utförda trådbondningarna för anslut- ningarna av kretsbrickan till kretskonfigurationens substrat och dels genom användning av ett något eftergivligt lim.

I enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen klipps vid så kallad "face-down"-montering benen för TAB- strukturen så att mycket korta ben återstår mot vilka tråd- bondningen sedan sker mot motsvarande näraliggande bondningsytor på substratet och vilka bondningstrådar därvid anordnas så korta som möjligt, varvid samtidigt tillhandahålls att genom att bondningen sker nära halvledarkretsbrickan erhålls en sub- stratyteinbesparing.

I enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen klipps benen vid så kallad "face-up"-montering, dvs med dess aktiva sida riktad uppåt, så nära kanten av kretsbrickan som möjligt och trådbondning sker vid anslutningarna på TAB-struktu- rens ovansida över anslutningarna på kiselbrickan.

Genom förfarandet i enlighet med den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en möjlighet att använda kretsbrickor med TAB- struktur även vid små produktionsvolymer där investering i olika speciella verktyg är en betydande faktor i produktionskostnaden.

Figurbeskrivning Förfarandet i enlighet med uppfinningen kommer att beskrivas med hjälp av de bifogade ritningarna där lika hänvisningsbeteckningar används för motsvarande element i de olika ritningarna och vilka visar: Fig. la visar i en planvy en typisk utföringsform av en kretsbricka med TAB-struktur med ett etsat anslut- ningsmönster med en mångfald anslutningar anordnade längs kretsbrickans fyra sidor, Fig. lb visar i en planvy TAB-strukturen enligt fig. la efter klippning för montering med den aktiva sidan nedåt, Fig.

Fig.

Fig. 3b 4a 4b Sa 4 vid så kallad 'face-down'-montering, visar i en planvy TAB-strukturen enligt fig. la efter klippning för montering med den aktiva sidan uppåt, vid så kallad 'face-up'-montering, visar i en planvy TAB-strukturen enligt fig. l efter klippning men med bibehållande av ringen av exempelvis polyimid, visar en sidovy med ett snitt genom kretsbrickan i TAB-strukturen i fig. lb vid montering med den aktiva sidan nedåt och med korta bondningstrådar, visar en sidovy med ett snitt genom kretsbrickan i TAB-strukturen i fig. lc vid montering med den aktiva sidan uppåt, visar en sidovy med ett snitt genom kretsbrickan i TAB-strukturen. vid montering' med den aktiva sidan uppåt och där anslutningsbenen klippts långa och bockats mot substratet och anslutits analogt med sättet visat i fig. 2, visar i förstoring en grundmässig utföringsform av monteringen med den aktiva sidan nedåt enligt fig. 2, visar i förstoring en utföringsform med montering av den aktiva sidan nedåt vid användning av flera skikt för kontaktering, visar en utföringsform motsvarande den visad i fig. 4a men med en bockning av anslutningarna för att erhålla ytterligare fjädring t.ex. vid användning av en kylkropp mot halvledarbrickans baksida, och 5 Fig. 5b visar en utföringsform motsvarande den visad i fig. 4b med exempelvis en extra skärmning vid anslutningarna och vidare med en bockning av anslutningarna för att erhålla ytterligare fjädring t.ex. vid användning av en kylkropp mot halvledarbrickans baksida.

Belvsande beskrivning av förfarandet Till att börja med visas i fig. lA ett exempel på en typisk TAB- struktur betecknad generellt med 1 sedd uppifrån i en plan vy, varvid en halvledarkretsbricka 2 centralt inplacerats vid och anslutits till ett elektriskt ledande anslutningsmönster 3 framställt t. ex. fotografiskt och/eller etsat över en tunn till- räckligt hållfast yta av till exempel polyimid eller liknande plastfilm vilken därvid tjänar som bärare för halvledarkrets- brickan 2. Denna typ av TAB-struktur l uppvisar vidare standard- mässigt öppningar i den bärande filmen med dels en öppning 4 för kretsbrickan 2 och dels öppningar 5 vilka ligger under an- slutningsmönstret 3 och avgränsar en ring av bärmaterialet, av t.ex. polyimid.

I fig lb visas hur anslutningsmönstret 3 för kretsen visad i fig. la klipps en bit från halvledarkretsbrickan 2, lämpligen vid den inre begränsningslinjen av ringen bildad genom öppningarna 4 och 5 i den bärande filmen, för montering av TAB-strukturen 1 på ett substrat i. enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen för montering med den aktiva sidan nedåt, dvs., så kallad 'face-down'-montering. Vid en klippning längs denna inre begränsningslinjen av ringen mellan öppningarna 4 och 5 kommer en liten bit av anslutningsmönstret 3a att friläggas för anslutning, varvid det även är möjligt att bocka anslutningarna något :mn en sådan montering skulle vara önskvärd. En sådan kretsmontering exemplifieras i fig. 2, vilket är ett centralt snitt genom den klippta kretsen visad i fig lB där ll anger en limklick som håller anslutningarna 3a mot substratet 40 vilket i sin tur uppvisar anslutningsytor 12 mot vilka anslutningarna 3a bondas med bondningstrådar 15. Som limmaterial används 6 lämpligen ett något fjädrande eller eftergivligt material varvid kretsen inte helt stumt vilar på anslutningarna 3a.

På samma sätt visar Fig. lc hur anslutningsmönstret 3 resp. filmen för kretsen visad i fig. la klipps så nära halvledar- kretsbrickan 2 som möjligt, lämpligen vid begränsningslinjen för öppningen 4 i den bärande filmen, för montering av TAB-strukturen 1 på ett substrat i enlighet med förfarandet enligt den före- liggande uppfinningen för montering med den aktiva sidan uppåt, dvs., så kallad 'face-up'-montering. En sådan kretsmontering exemplifieras i fig. 3a, vilket är ett centralt snitt genom den klippta kretsen visad i fig lc där 11 anger en limklick som håller halvledarkretsbrickan 2 mot substratet 40 vilket i sin tur uppvisar anslutningsytor l2 mot vilka anslutningarna 3b vid brickupphöjningarna 10 bondas med bondningstrådar 15 till anslutningsytorna 12 på substratet 40. Som limmaterial används lämpligen ett något fjädrande eller eftergivligt material varvid halvledarkretsbrickan inte helt stumt vilar mot substratet.

I fig. 3b visas en motsvarande montering med så kallad 'faoe-up'- montering där istället anslutningarna 3b klippts längre varvid dessa med ett lämpligt bockningsverktyg bockas ned.mot substratet och med korta bondningstrådar 15 bondas mot kontaktytor 12 på substratet. TAB-kretsen kan exempelvis för denna typ av montering klippas i enlighet med fig. ld varvid en ring av bärfilmen bibe- hålles runt kretsbrickan och anslutningarna klipps i jämnhöjd med den yttre begränsningslinjen av hålen 5 i den bärande filmen. Om önskvärt klipps därvid även de resterande hörbitarna bort så att en helt fyrkantig ring bildas runt kretsbrickan som ett extra stöd för anslutningarna.

Fig. 4a 'visar i förstoring en, grundmässig 'utföringsform av monteringen med den aktiva sidan nedåt, varvid kretsen genom en viss fjädrande verkan av limmassan principiellt ej sitter helt stumt och eventuella små rörelser upptas relativt den elektriska förbindningen mot substratet genom bondningstràdarna 15. I en föredragen utföringsform anordnas ändarna av anslutningarna 3a 7 näraliggande bondningsytorna 12, varvid enrmycket kort bondnings- tråd används för sammankopplingen.

I fig. 4b visas en ytterligare utföringsform av monteringen visad i fig. 4a. Här är anslutningen 3a försedda med en ytterligare ledande skärm 25 mellan anslutningen 3a och substratet. Skärmen 25 är isolerad från anslutningen 3a genom ett isolerande skikt 20, exempelvis ytterligare en tunn plastfilm likande den bärande filmen 4 (Fig. la). Anslutningarna 3a bondas som tidigare med bondningstrådar 15 mot respektive anslutningsytor 12 på sub- stratet medan skärmen 25 ansluts med separata bondningstrådar 16 till kontakteringsytor 13 med lämplig potential på substratet 40. Det är även möjligt att ansluta skärmen 25 via en separat brickupphöjning lOb mot halvledarkretsbrickan 2. Med detta förfarande är det också möjligt att anordna en flerlagrig TAB- anslutning genom dubblering av ledningsmönstret 3 på en flerlag- rig bärfilm 4, varvid anslutningen genom bondningstrådar till substratet enkelt möjliggör detta genom att bondningstrådarna enligt fig. 4b ger enkelt möjligheten till anslutning av bakom varandra liggande anslutningsytor 12 och 13 på substratet 40.

Ytterligare en möjlig utföringsform av montering med den aktiva sidan nedåt visas i fig. 5a. Här bockas dessutom anslutningarna 3a något för att erhålla ytterligare fjädring vid exempelvis anslutning av halvledarkretsbrickans baksida mot en lämplig kylkropp 30. Vid en sådan montering kan förmånligt en klippning av kretsen i enlighet med fig ld användas med extra stöd för anslutningarna genom den i fig. ld omkringliggande ringen av bärarmaterial. På samma sätt visar fig. 5b motsvarande arrange- mang med användning av en skärm 25 analogt med fig. 4b mellan anslutningarna 3a och limklickarna 11 på substratet 40. Skärmen 25 ansluts i detta fall följaktligen på motsvarande sätt som demonstrerats i fig 4b.

Appliceringen av en TAB-struktur i enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen sker alltså enligt ett tillvägagångssätt beskrivet nedan. Först klipps TAB-strukturen 8 enligt fig. lb, fig. lc eller fig. ld beroende av hur kretsen skall monteras. För klippningen används lämpligen en skäranord- ning med två mot varandra vinkelrätt placerade skäreggar, vilka därvid ger ett skärsnitt med ett 90° hörn. Genom detta förfarande skärs två näraliggande sidor samtidigt och TAB-strukturen behöver inplaceras i endast två olika skärlägen för att åstadkomma en krets skuren enligt fig lb, fig. lc eller fig. ld. De två mot varandra vinkel-räta skäreggarnas längd är därvid oberoende av TAB-kretsens dimensioner, varför ett enda skärverktyg krävs för alla förekommande TAB-strukturer.

Därefter inplaceras kretsbrickan med den skurna TAB-strukturen på substratet med lämpligt lim, som företrädesvis inte stelnar till en helt hård massa, i enlighet med vad som demonstrerats i figurerna 2, 3a, 3b, 4a eller 4b, och beroende av om kretsen monteras med den aktiva sidan uppåt eller nedåt. Om kretsen skall monteras med den aktiva sidan nedåt och med halvledarkrets- brickans baksida mot en. kylkropp är det möjligt att före limningen med ett bockverktyg bocka anslutningarna enligt exempelvis fig 5a. Ett sådant bockverktyg är enkelt att åstad- komma eftersom varje sida av den klippta TAB-strukturen enligt fig. lb eller ld kan separat bockas. För en klippt TAB-struktur enligt fig. ld avlägsnas lämpligen även hörnbitarna enligt ovan varvid ingen film kommer att bockas vilket väsentligt förenklar förfarandet vid bockning och själva bockverktygets bredd blir därmed oberoende av'kretsens bredd- och längddimensioner och.blir alltså generellt användbar för alla kretsar.

Efter det att kretsbrickan. med den klippta TAB-strukturen, alternativt samtliga kretsbrickor, fixerats pà substratet utförs tràdbondningen enligt känt mönster, vilket om önskvärt enkelt tillåter mjukvarustyrning av denna kontakteringsprocess.

Sammanfattningsvis kan uppradas följande fördelar som erhålls genom förfarandet vid montering av kretsbrickor med TAB-struktur med förfaringssättet i enlighet den föreliggande uppfinningen: M (w a) b) c) d) e) f) 9) h) 9 endast ett generellt klippverktyg behövs för många olika storlekar och utföranden av TAB-strukturerna, alla tillgängliga TAB-strukturer enligt standard kan direkt användas, bockning av benen för att få dessa något fjädrande behövs normalt inte, trådbondningen är möjlig att utföras mycket flexibelt genom t.ex. mjukvarustyrning av'bondningsutrustningen, själva bondningspunkterna är enkla att styra, varför inplaceringen av kretsbrickan med TAB-strukturen förenklas jämfört med ordinarie montering av TAB- strukturen där det är viktigt att alla benen träffar substratets bondningskuddar med mycket hög noggrann- het, det är lätt att korrigera eller att ändra varje separat bondning med tråd, mycket god signaltransmission erhålls vid montering av halvledarbrickan med den aktiva ytan nedåt, så kallad 'face-down'-montering, bondning sker mycket nära halvledarkretsbrickan, varför denna krets kommer att kräva litet utrymme på substratet, alla på substratet ingående halvledarkretsbrickor kan limmas som vanliga kretsbrickor och därefter tråd- bondas alla brickorna i en enda sekvens, varvid olika kretsbrickor, dvs inte bara TAB-strukturer, kan bondas i samma process utan användning av flera olika verk- tY9f j) k) 10 kretsbrickor med TAB-struktur* kan. fördelaktigt an- vändas även vid små produktionsnivàer utan fördyrande investeringar i speciella olika verktyg för de respek- tive kretsarna, och förfarandet tillåter utan problem introduktion av framtida utveckling av trådbondning som t. ex. rek- tangulär tråd, andra tràdmaterial för utökade möjlig- heter vid tráddragningen eller andra material för bondningsytorna.

Claims

ll PATENTKRAV

1. Förfarande vid montering på ett substrat av så en kallad TAB- krets vilken företrädesvis levereras på ett löpande underlag i form av ett bärande filmskikt eller en filmremsa, varvid TAB- strukturens anslutningar utgörs av ett elektriskt ledande an- slutningsmönster som framställts på filmremsan och vilket är anslutet till TAB-strukturens halvledarkretsbricka, k ä n n e - t e c k n a t av avskärande av TAB-strukturens bärande filn|och.dess elektriskt ledande anslutningsmönster nära halvledarkretsbrickans sidokan- ter, infästande av halvledarkretsbrickan mot det slutliga sub- stratet genom företrädesvis limning, elektriskt ledande kontaktering av TAB-strukturens resterade mönster på den bärande filmen genom trådbondning mellan detta anslutningsmönster och på substratet motsvarande elektriskt ledande anslutningar.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att vid limningen. lamineras isolerat ett skärmande skikt mellan substratet och halvledarkretsbrickan och/eller TAB- strukturens resterade mönsteranslutningar på den bärande filmen för skärmad anslutning vid trådbondning av detta anslutnings- mönster, varvid skärmen anslutes genom en separat bondningstråd till lämplig potential på substratet.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att vid så kallad "face-down"-montering av kretsbrickan med TAB-struktur, dvs med dess aktiva sida riktad nedåt, dess elekt- riskt ledande anslutningsmönster klipps så långt (3a, fig. lb) att det når ut något från kretsbrickan (fig. 2a) och ansluts genom trådbondning mot motsvarande anslutningar (12) på sub- stratet med en bondtråd (15) som därvid företrädesvis görs så kort som möjligt. 12

4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att vid så kallad "face-up"-montering av kretsbrickan med TAB- struktur, dvs med dess aktiva sida riktad uppåt, dess elektriska ledande anslutningsmönster klipps så nära halvledarkretsbrickan (2) som möjligt, varvid tràdbondningen. mot motsvarande an- slutningar (12) på substratet sedan sker på det resterade mönstrets ovansida över anslutningen på kiselbrickan (fig. Sa).

5. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att vid så kallad "face-up"-montering av kretsbrickan med TAB- struktur, dvs med dess aktiva sida riktad uppåt, dess elektriska ledande anslutningsmönster klipps tillräckligt långa och med eller utan bibehållande av ringen av bärmaterial (fig. ld) för att därefter bockas i riktning ned mot substratet varefter det ansluts genom trådbondning mot motsvarande anslutningar (12) på substratet med en bondtråd (15) som därvid företrädesvis görs så kort som möjligt.

6. Förfarande enligt krav 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att limmet som fäster kretsbrickan med TAB-struktur och/eller det ledande anslutningsmönstret är något eftergivligt för att åstadkomma en liten fjädring eller rörlighet exempelvis vid anläggning av halvledarkretsbrickan mot en lämplig kylare.

7. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att den del av det elektriskt ledande anslutningsmönstret som sticker ut efter klippningen av TAB-strukturen bockas något före infästning mot substratet för att åstadkomma en liten fjädring eller rörlighet exempelvis vid anläggning av halvledarkrets- brickan mot en lämplig kylare.

8. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att två närstående sidor av TAB-strukturens anslutningsmönster klipps samtidigt genom ett klippverktyg som har en 90° vinklad skäregg.