DE19513797A1 - Method for producing a carrier element and device for carrying out the method - Google Patents
Method for producing a carrier element and device for carrying out the methodInfo
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Abstract
Description
Bei kartenförmigen Datenträgern, sogenannten Chipkarten, wer den als Trägerelemente bezeichnete Halbleiterchipgehäuse in ein kartenförmiges Plastikgehäuse eingebracht, beispielsweise geklebt. Heutige Trägerelemente bestehen meist aus einem kup ferlaminierten Glasepoxidfilm, wobei aus den Kupferlaminat Strukturen geätzt sind, die Kontaktfelder darstellen und die beispielsweise mittels Bonddrähte mit einem auf dem Glasepo xidfilm oder in einer Aussparung des Glasepoxidfilms angeord neten Halbleiterchip verbunden sind, um eine Kommunikation des Halbleiterchips mit einem Lesegerät, in das die Chipkarte eingeführt ist, zu ermöglichen.With card-shaped data carriers, so-called chip cards, who the semiconductor chip package referred to as carrier elements in introduced a card-shaped plastic housing, for example glued. Today's support elements mostly consist of a copper Ferlaminierte glass epoxy film, being made of the copper laminate Structures are etched, which represent contact fields and which for example by means of bond wires with one on the glass epo xidfilm or arranged in a recess of the glass epoxy film Neten semiconductor chip are connected to communication of the semiconductor chip with a reader into which the chip card is introduced to enable.
Es sind jedoch auch schon Trägerelemente bekannt, bei denen die Halbleiterchips auf einem von mehreren elektrisch leitfä higen Kontaktelementen angeordnet ist, die während der Ferti gung mit einem Leiterrahmen verbunden sind und von diesem Leiterrahmen in dessen Mitte ragen, und dort freie Enden bil den. Diese Kontaktelemente sind innerhalb des Rahmens durch Schlitze voneinander getrennt. Ein solcher Kontaktelemente tragender Leiterrahmen wird üblicherweise als Leadframe be zeichnet. Der Halbleiterchip und zumindest ein Teil der Kon taktelemente wird meist mit einer Kunststoffmasse umgossen. Hierzu werden die zwei Teile einer Gießform in Kontakt mit den zwei Seiten des Leadframes gebracht und die Hohlräume der Gießform mit einer Kunststoffmasse gefüllt, so daß der Halb leiterchip und die ihn mit den Kontaktelementen verbindenden Bonddrähte von der Kunststoffmasse umgeben sind, so daß die Kunststoffmasse einen Schutz vor äußeren Einflüssen bewirkt.However, carrier elements are also known in which the semiconductor chips on one of several electrically conductive hige contact elements is arranged during the Ferti are connected to and from a lead frame Lead frame in the middle, and there free ends bil the. These contact elements are through within the frame Slots separated. Such contact elements load-bearing lead frame is usually used as a lead frame draws. The semiconductor chip and at least part of the con clock elements are usually cast with a plastic mass. To do this, the two parts of a mold are in contact with the two sides of the leadframe and the cavities of the Casting mold filled with a plastic mass, so that the half conductor chip and those connecting it to the contact elements Bond wires are surrounded by the plastic mass, so that the Plastic compound provides protection against external influences.
Wenn auf einer Seite des Trägerelements eine plane Fläche ge wünscht ist, so muß ein Teil der Gießform eine plane Fläche aufweisen, so daß auf diese Seite des Leadframes keine Kunst stoffmasse gelangt und somit die den Halbleiterchip schüt zende Kunststoffmasse nur um diesen und in den Schlitzen zwi schen den Kontaktelementen ausgebildet ist.If on one side of the support element ge a flat surface part of the mold must have a flat surface so that there is no art on this side of the leadframe mass of material arrives and thus protects the semiconductor chip zende plastic mass only around this and in the slots between the contact elements is formed.
Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt. Dort ist ein Schnitt durch die Gießformteile und das Leadframe gezeigt, wobei der Schnitt durch einen Schlitz zwischen den äußeren Kontaktele menten 1 verläuft und somit nur das mittlere Kontaktelement 1a geschnitten dargestellt ist. Das erste, untere Gießform teil 6 weist eine plane Fläche auf, auf der die Kontaktele mente 1, 1a des Leadframes aufliegen. Das zweite, obere Gieß formteil 7 weist einen Hohlraum 13 auf, in den der Halblei terchip 3 und die ihn mit den Kontaktelementen 1 verbindenden Bonddrähte 12 zu liegen kommen. Zwischen den äußeren Kontakt elementen 1 und dem mittleren Kontaktelement 1a sind Schlitze 2 ausgebildet, die eine elektrische Isolierung der Kontakt elemente 1, 1a bewirken. Wird nun eine Kunststoffmasse in den Hohlraum 13 der Gießform 6, 7 eingefüllt, was meist unter Druck geschieht, so kommt es häufig vor, daß zum einen Kunst stoffmasse auch unter den Rand des ersten Gießformteils 7 ge langt und dort als sogenannter Bleed 10 aushärtet. Zum ande ren wird die Kunststoffmasse auch in die Schlitze 2 gedrückt und kann von dort zwischen die Kontaktelemente und das erste Gießformteil 6 gelangen und dort als sogenannter Flash 10 aushärten. Bleed und Flash 10 sind teils nur Schönheitsfeh ler, führen aber auch bei nachfolgenden Prozessen wie Löten, Oberflächengalvanik oder den Kontaktieren zu Haftungs- und aufgrund ungenügender elektrischer Leitfähigkeit zu Funkti onsfehlern. Bleed und Flash müssen deshalb mit herkömmlichen Verfahren in einem zusätzlichen Arbeitsgang, dem "Deflashen", entfernt werden. Dies geschieht entweder mit Wasserhochdruck, chemisch oder auch mechanisch mit Glaskugeln, Kirschkerngra nulat oder ähnlichem.This case is shown in Fig. 2. There is shown a section through the mold parts and the lead frame, the section elements through a slot between the outer Kontaktele runs 1 and therefore only the central contact element 1a is shown in section. The first, lower mold part 6 has a flat surface on which the contact elements 1 , 1 a of the lead frame rest. The second, upper mold part 7 has a cavity 13 , in which the semiconductor terchip 3 and the bonding wires 12 connecting it to the contact elements 1 come to rest. Between the outer contact elements 1 and the middle contact element 1 a are formed slots 2, the elements of an electrical insulation of the contact 1, 1 a cause. If a plastic mass is now poured into the cavity 13 of the mold 6 , 7 , which usually happens under pressure, it often happens that, on the one hand, plastic mass also reaches under the edge of the first mold part 7 and cures there as a so-called bleed 10 . On the other hand, the plastic mass is also pressed into the slots 2 and can get from there between the contact elements and the first mold part 6 and harden there as a so-called flash 10 . Bleed and Flash 10 are only minor flaws, but they also lead to functional defects in subsequent processes such as soldering, surface electroplating or contacting, leading to liability and, due to insufficient electrical conductivity. Bleed and flash must therefore be removed using conventional methods in an additional operation, the "deflashing". This is done either with high water pressure, chemically or mechanically with glass balls, cherry stone granulate or the like.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist es somit, bei einem Verfahren zum Herstellen eines Trägerelementes das Auftreten von Bleed und Flash zu verhindern sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.The object of the present invention is therefore in a Method of making a support member the occurrence to prevent bleed and flash and a device for To indicate implementation of such a procedure.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a method according to claim 1 and solved a device according to claim 4. Beneficial Further developments of the invention are in the subclaims specified.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Niederhaltern in dem den Hohlraum aufweisenden Gießformteil werden die Kon taktelemente während des Einfüllens der Kunststoffmasse in den Hohlraum der Gießform so fest gegen das plane Gießform teil gedrückt, daß keine Kunststoffmasse aus dem Hohlraum zwischen die Gießformteile und die Kontaktelemente gelangen kann. Die Niederhalter verharren dabei in erfindungsgemäßer Weise während des gesamten Gießvorgangs in ihrer vorgegebenen Position. Die dadurch entstehenden Löcher in der den Halblei terchip umhüllenden Kunststoffmasse können in einem weiteren Verfahrensschritt in vorteilhafter Weise mit einem Klebstoff aufgefüllt werden. Da ein Klebstoff mit der Kunststoffmasse und auch mit den die Löcher im Bodenbereich abschließenden Kontaktelementbereichen eine bessere Haftung eingeht als die Kunststoffmasse mit den Kontaktelementen, wird dadurch eine insgesamt bessere Haftung der Kunststoffmasse auf dem Lead frame erreicht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Niederhalter eine konische Form aufweisen, so daß der sich in den ebenfalls chronisch verlaufenden Löchern ausbil dende Klebstoffpfropf eine Quasi-Niet-Wirkung hat.By using hold-down devices according to the invention in the mold having the cavity, the Kon tact elements during the filling of the plastic mass in the cavity of the mold so firmly against the flat mold pressed part that no plastic mass from the cavity get between the mold parts and the contact elements can. The hold-downs remain in the invention Way throughout the casting process in their given Position. The resulting holes in the half lead Terchip enveloping plastic mass can be in another Process step advantageously with an adhesive be replenished. Because an adhesive with the plastic mass and also with those that close the holes in the floor area Contact element areas better adhesion than that Plastic mass with the contact elements, it becomes a overall better adhesion of the plastic mass to the lead frame reached. It is particularly advantageous here if the hold-downs have a conical shape, so that the develop in the also chronically running holes the adhesive plug has a quasi-rivet effect.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment be explained in more detail with the help of figures. Here demonstrate:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Gieß form mit sich zwischen den Gießformteilen befinden den Leadframe und Fig. 1 shows a cross section through a casting mold according to the invention with the lead frame and between the mold parts
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Träger elements. Fig. 3 is a perspective view of a carrier element produced by the inventive method.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch Teile einer erfindungs gemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Kontaktelemente 1, 1a sind mit nicht dargestell ten Mitteln zwischen die zwei Teile einer Gießform 6, 8 ge bracht worden. Der Schnitt verläuft dabei durch Schlitze zwi schen den äußeren Kontaktelementen 1 und schneidet ein mitt leres Kontaktelement 1a. Auf dem mittleren Kontaktelement 1a ist ein Halbleiterchip 3 angeordnet, der mittels Bonddrähte 12 mit den äußeren Kontaktelementen 1 elektrisch verbunden ist. Üblicherweise sind zwei oder mehrere solcher Leadframes nebeneinander in einem Endlosband gebildet, an dessen äußeren Rändern sich eine Perforierung befindet. Das Mittel zum Ein bringen des Leadframes zwischen die zwei Teile der Gießform 6, 8 können somit zum Beispiel Zahnräder sein, deren Zähne in diese Perforierungslöcher eingreifen und damit das die Lead frames beinhaltende Band transportieren. Nachdem das Lead frame in die gewünschte Position gebracht ist, wird ein er stes, eine plane Fläche aufweisendes Gießformteil 6 und ein zweites, einen Hohlraum aufweisendes Gießformteil 8 in Kon takt mit dem Leadframe gebracht. Dabei kommt der Halbleiter chip 3 und die Bonddrähte 12 in dem Hohlraum zu liegen. Das zweite Gießformteil 8 weist zumindest einen Niederhalter 9 auf, der die freien Enden der Kontaktelemente 1, 1a gegen die plane Fläche des ersten Gießformteils 6 drückt. Wenn nun eine Kunststoffmasse in den Hohlraum des ersten Gießformteils 8 gepreßt wird, so wird diese durch die Niederhalter in erfin dungsgemäßer Weise daran gehindert, zwischen die Kontaktele mente 1, 1a und die mit diesen in Kontakt stehenden Bereiche der Gießformteile 6, 8 zu gelangen. Auf diese Weise kann kein Bleed und Flash entstehen, so daß ein nachfolgender Bearbei tungsvorgang, um Bleed und Flash wieder zu entfernen, entfal len kann. Nach dem Aushärten der Kunststoffmasse werden die Gießformteile 6, 8 wieder von dem Leadframe entfernt. Die Kontaktelemente können nun aus dem sie tragenden Leiterrahmen ausgestanzt werden, so daß ein Trägerelement entsteht, das in eine Plastikkarte eingebracht, beispielsweise eingeklebt, werden kann. Fig. 1 shows a cross section through parts of an inventive device for performing the method according to the invention. Contact elements 1 , 1 a have been brought with not shown th means between the two parts of a mold 6 , 8 ge. The section runs through slots between the outer contact elements 1 and cuts a middle contact element 1 a. On the middle contact element 1a, a semiconductor chip 3 is arranged, which is electrically connected by bonding wires 12 with the outer contact members. 1 Usually two or more such lead frames are formed side by side in an endless band, on the outer edges of which there is a perforation. The means for bringing the lead frame between the two parts of the casting mold 6 , 8 can thus be, for example, gear wheels, the teeth of which engage in these perforation holes and thus transport the tape containing the lead frames. After the lead frame is brought into the desired position, a mold part 6 with a flat surface and a second mold part 8 with a cavity is brought into contact with the lead frame. The semiconductor chip 3 and the bond wires 12 come to lie in the cavity. The second mold part 8 has at least one hold-down device 9 which presses the free ends of the contact elements 1 , 1 a against the flat surface of the first mold part 6 . If a plastic mass is now pressed into the cavity of the first mold part 8 , it is prevented by the hold-down device in accordance with the invention from reaching the elements 1 , 1 a and the areas of the mold parts 6 , 8 that are in contact with them . In this way, no bleed and flash can occur, so that a subsequent processing operation to remove bleed and flash can be omitted. After the plastic compound has hardened, the mold parts 6 , 8 are removed again from the lead frame. The contact elements can now be punched out of the lead frame carrying them, so that a carrier element is formed which can be inserted, for example glued, into a plastic card.
Fig. 3 zeigt ein solches Trägerelement. Die Kontaktelemente 1, 1a werden nun nur noch durch die Kunststoffmasse 4 gehal ten. Diese weist dort, wo zuvor die Niederhalter waren, Lö cher auf. Diese können in erfindungsgemäßer Weise mit einem Klebstoff gefüllt werden. Da ein Klebstoff sowohl mit der Kunststoffmasse als auch mit dem den unteren Bereich der Löcher abschließenden Bereichen der Kontaktelemente eine bes sere Haftung eingeht als die Kunststoffmasse mit den Kontakt elementen, führt dies zu einer deutlich erhöhten Stabilität des Trägerelements. Wenn die Niederhalter 9 wie in Fig. 1 dargestellt, eine konische Form haben, so weist auch der in den Löchern der Kunststoffmasse 4 ausgehärtete Klebstoff eine konische Form auf und hat somit quasi eine Nietwirkung. Der Klebstoff wird natürlich zweckmäßigerweise in die Löcher ein gefüllt, wenn die Kontaktelemente noch in Verbindung mit dem Leiterrahmen sind und somit in den perforierten Band mittels Zahnrädern von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation transportiert werden können. FIG. 3 shows such a support element. The contact elements 1 , 1 a are now only th through the plastic mass 4 th. This has, where the hold-downs were previously, holes. These can be filled with an adhesive in the manner according to the invention. Since an adhesive both with the plastic mass and with the areas of the contact elements closing the lower region of the holes has a better adhesion than the plastic mass with the contact elements, this leads to a significantly increased stability of the carrier element. If the hold-down devices 9 have a conical shape, as shown in FIG. 1, the adhesive which has hardened in the holes in the plastic compound 4 also has a conical shape and thus has a quasi riveting effect. The adhesive is of course expediently filled into the holes when the contact elements are still in connection with the lead frame and can thus be transported in the perforated band by means of gearwheels from the processing station to the processing station.
Die Mittel zum Bewegen der Gießformteile können beliebige, mit den Gießformteilen verbundene Arme sein, die beispiels weise mittels eines Motors derart bewegt werden können, daß sich die Gießformteile zwischen einer offenen und einer ge schlossenen Position bewegen lassen.The means for moving the mold parts can be any be connected to the mold parts arms, for example can be moved by means of a motor in such a way that the mold parts between an open and a ge let closed position move.
Claims (4)
wobei das Trägerelement mit einer Anzahl elektrisch leitfä higer Kontaktelemente (1), die durch isolierende Schlitze (2) voneinander getrennt sind und von denen zumindest eines einen Halbleiterchip (3) trägt, gebildet ist und
wobei der Halbleiterchip (3) derart von einer Kunststoffmasse (4) umgossen ist, daß ein Teilbereich (5) jedes Kontaktele mentes (1) einseitig mit der Kunststoffmasse (4) in Kontakt ist und von dieser gehalten wird mit den Schritten:
- - die mit einem Leiterrahmen verbundenen, von dem Leiterrah men in dessen Mitte ragenden Kontaktelemente (1) mit zu mindest einem darauf montierten Halbleiterchip (3) werden zwischen die zwei Teile einer Gießform (6, 8) gebracht,
- - das erste, eine plane Fläche aufweisende Gießformteil (6) wird mit der dem Halbleiterchip (3) abgewandten Seite der Kontaktelemente (1) und das zweite, einen Hohlraum mit zu mindest einem darin angeordneten Niederhalter (9) aufwei sende Gießformteil (8) mit der dem Halbleiterchip (3) zu gewandten Seite der Kontaktelemente (1) derart in Kontakt gebracht, daß nicht mit dem Leiterrahmen verbundene Enden der Kontaktelemente (1) durch den oder die Niederhalter (9) gegen das zweite Gießformteil (6) gedrückt werden,
- - der sich in dem Hohlraum des zweiten Gießformteils (8) befindenden Halbleiterchip (3) wird mit einer Kunststoff masse (4) umgossen,
- - nach Aushärtung der Kunststoffmasse (4) werden die Gieß formteile (6, 8) von den Kontaktflächen (1) entfernt.
wherein the carrier element is formed with a number of electrically conductive contact elements ( 1 ) which are separated from one another by insulating slots ( 2 ) and at least one of which carries a semiconductor chip ( 3 ) and
wherein the semiconductor chip (3) is such overmoulded by a plastic mass (4), that a portion (5) of each Kontaktele mentes (1) is on one side with the plastic mass (4) in contact with and is held by these, comprising the steps:
- - The contact elements ( 1 ) connected to a lead frame and projecting from the lead frame in the middle thereof with at least one semiconductor chip ( 3 ) mounted thereon are placed between the two parts of a casting mold ( 6 , 8 ),
- - The first, a flat surface having mold part ( 6 ) with the semiconductor chip ( 3 ) facing away from the contact elements ( 1 ) and the second, a cavity with at least one hold-down device ( 9 ) therein having mold part ( 8 ) the side of the contact elements ( 1 ) facing the semiconductor chip ( 3 ) is brought into contact in such a way that ends of the contact elements ( 1 ) which are not connected to the leadframe are pressed against the second mold part ( 6 ) by the hold-down device (s) ( 9 ),
- - The semiconductor chip ( 3 ) located in the cavity of the second mold part ( 8 ) is cast with a plastic mass ( 4 ),
- - After the plastic compound ( 4 ) has hardened, the molded parts ( 6 , 8 ) are removed from the contact surfaces ( 1 ).
- - mit Mitteln zum Zuführen des die Kontaktelemente (1) tra genden Leiterrahmens zwischen die Teile einer Gießform (6, 8), und
- - mit Mitteln zum Bewegen der Gießformteile (6, 8) gegen die zwei Seiten der Kontaktelemente derart, daß die nicht mit dem Leiterrahmen verbundenen Enden der Kontaktelemente (5) von in den zweiten Gießformteil (8) angeordneten Nieder haltern (9) gegen das plane erste Gießformteil (6) ge drückt werden.
- - With means for feeding the contact elements ( 1 ) tra ing lead frame between the parts of a mold ( 6 , 8 ), and
- - With means for moving the mold parts ( 6 , 8 ) against the two sides of the contact elements in such a way that the ends of the contact elements ( 5 ) which are not connected to the lead frame are arranged in the second mold part ( 8 ) and are held down ( 9 ) against the plane first mold part ( 6 ) are pressed ge.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |