DE19735428A1 - Leiterrahmen für einen Halbleiterbaustein - Google Patents

Leiterrahmen für einen Halbleiterbaustein

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Description

Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen für einen Halblei­ terbaustein nach dem Oberbegriff des Anspruchs. 1
Bei Halbleiterbausteinen kann es passieren, daß Leiter aus dem einkapselnden Plastikmaterial in Richtung ihrer Längsachse herausgezogen werden. Aus diesem Grunde wurden Verankerungseinrichtungen vorgesehen, um die Leiter in ihrer Ausgangsposition in dem einkapselnden Plastikma­ terial relativ zu den Schaltkreiskomponenten, mit denen sie elektrisch verbunden sind, zu halten.
Hierzu ist es bekannt, an den einzelnen Leitern ein oder meh­ rere Löcher vorzusehen, in die das einkapselnde Plastikmaterial ein­ tritt, um so eine Halterung zu bilden, die aufzubrechen ist, um den Lei­ ter herausziehen zu können. Außerdem können zusätzlich oder getrennt da­ von seitliche Nasen vorgesehen sein, die sich nach einer oder beiden Seiten des Leiters erstrecken und in der gleichen Ebene wie der Leiter angeordnet sind, um auf diese Weise ein Herausziehen des Leiters aus dem einkapselnden Plastikmaterial zu verhindern. Bei derartigen Ausbildungen wird eine Längsbewegung innerhalb der Leiterebene dadurch verhindert, daß senkrecht zu der Leiterebene eine Fläche erzeugt wird, auf die das einkapselnde Plastikmaterial eine Kraft ausübt, die einer Ausziehkraft entgegenwirkt. Diese wirkt mit der Reibkraft zwischen der Leiteroberflä­ che und dem einkapselnden Plastikmaterial zusammen. Im falle der Löcher ist die Kraft, die das einkapselnde Plastikmaterial auf den Leiter aus­ üben kann, proportional zur Dicke des Leiters multipliziert mit dem Durchmesser des Lochs. Im falle der Nasen ist die Rückhaltekraft im we­ sentlichen proportional zur Leiterdicke multipliziert mit der Länge der Nase.
Die auf diese Weise erzielbaren Rückhaltekräfte sind jedoch bei Halbleiterbausteinen, die bei ihrer Herstellung starken Längskräften unterliegen, nicht immer ausreichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Leiter­ rahmen für einen Halbleiterbaustein nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die auf die Leiter ausgeübten Rückhaltekräfte we­ sentlich erhöht sind.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß die einzukapselnden Leiterenden zumindest ausge­ wählter Leiter mit zur Leiterrahmenebene abgebogenen Fingern versehen sind, wird die Rückhaltekraft, die durch das einkapselnde Plastikmateri­ al auf die Leiter gegen ein Ausziehen ausgeübt wird, beträchtlich ver­ größert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1A zeigt in Draufsicht einen Leiterrahmen.
Fig. 1B zeigt im Schnitt einen Halbleiterbaustein mit einem Leiterrahmen gemäß Fig. 1A.
Fig. 2 zeigt einen Leiter eines Leiterrahmens gemäß Fig. 1A.
Fig. 3 zeigt einen Leiter einer weiteren Ausführungsform eines Leiterrahmens.
Fig. 4A und 4B zeigen in Draufsicht und Seitenansicht eine weitere Ausführungsform eines Leiters eines Leiterrahmens.
Fig. 5A und 5B zeigen in Draufsicht und Seitenansicht eine zu­ sätzliche Ausführungsform eines Leiters eines Leiterrahmens.
Fig. 6 zeigt schematisch den Ablauf der Herstellung eines Lei­ terrahmens.
Gemäß Fig. 1A und 1B ist ein Leiterrahmen vorgesehen, der eine Vielzahl von Leitern 20 umfaßt, die im wesentlichen eine Ebene bilden und sich radial um eine Chipbefestigungsinsel 24 erstrecken. Die Leiter 20 sind derart orientiert, daß sich jeder Leiterkörper 21 vom Rand der Chipbefestigungsinsel 24 aus erstreckt, wobei ein Leiterende 22 jedes Leiters 20 benachbart zu der Chipbefestigungsinsel 24 angeordnet ist. Gemäß Fig. 1B ist ein Chip 25 auf der Chipbefestigungsinsel 24 befe­ stigt, wobei Drähte 26, die mit einem Ende an Bondinseln 27 des Chips 25 gebondet sind, mit dem anderen Ende jeweils mit einem Leiterende 22 ver­ bunden sind, um den Chip 25 mit den Leitern 20 elektrisch zu verbinden. Gemäß Fig. 1B ist der IC-Baustein in Plastikmaterial 28 eingekapselt, um die Komponenten und ihre Verbindungen zu schützen.
An jedem Leiter 20 ist an dem der Chipbefestigungsinsel 24 zu­ gewandten Leiterende 22 ein Finger 23 angebracht, der dazu dient, den zugehörigen Leiter 20 daran zu hindern, sich in Richtung der Längsachse des Leiters 20 zu bewegen, wenn er durch einkapselndes Plastikmaterial 28 umgeben wird. Hierbei ist jeder Leiter 20 mit wenigstens einem Finger 23 versehen.
Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1A, 1B, 2 und 3 zeigen einen abwärts gerichteten Finger 23, 33, 43 am Leiterende 22. Wie in Fig. 1A und 1B dargestellt, ist dabei zweckmäßigerweise die Länge jedes Fingers 23 geringer als der Abstand zwischen dem zugehörigen Leiterende 22 und der Chipbefestigungsinsel 24. Wie in Fig. 1B gezeigt, verankern die Finger 23 die zugehörigen Leiter 20 in dem einkapselnden Plastikma­ terial 28, wodurch sie die Leiter 20 relativ zu anderen IC-Komponenten in der gleichen Position fixieren, in der sie sich befinden würden, wenn der Baustein zunächst eingekapselt würde.
Die Finger 33, 43 gemäß Fig. 2 und 3 sind in einem Winkel be­ züglich der Leiterrahmenebene angeordnet. Eine große Vielzahl von Win­ keln ist hierbei geeignet, jedoch werden Winkel von etwa 45-90° und ins­ besondere von 60-90° bevorzugt. Außerdem besitzen die Finger 33, 43 eine Länge, die geeignet ist, mit dem einkapselnden Plastikmaterial 28 in Längsrichtung in großem Maße in Eingriff zu gelangen. So sind Längen der Finger 33, 43 im Bereich des etwa Zwei- bis Vierfachen der Dicke der Leiter 20 gut geeignet.
Bei der in den Fig. 4A und 4B dargestellten Ausführungsform erstreckt sich nach jeder Seite des Leiterkörpers 21 eine Nase 54a bzw. 54b, wobei an der dem Leiterende 22 zugewandten Kante der Nase 54a, 54b jeweils ein Finger 56a, 56b angeordnet ist, der einstückig mit der Nase 54a bzw. 54b ausgebildet ist und sich in einem Winkel zur Leiterrahmen­ ebene erstreckt. Hierbei können auch mehrere Nasen 54a, 54b mit zugehö­ rigen Fingern 56a, 56b auf jeder Seite des Leiterkörpers 21 vorgesehen sein. Zusätzlich zu den an den Kanten 55a, 55b der Nasen 54a, 54b ange­ ordneten Finger 56a, 56b oder alternativ hierzu können die Finger 56a, 56b an den Kanten 57a, 57b an der dem Leiterende 22 abgewandten Seite der Nasen 54a, 54b angebracht sein.
Wie in den Fig. 5A und 5B dargestellt, kann am Leiterende 22 ein Finger 63 angeordnet sein, während an Nasen 64a, 64b weitere Finger 66a, 66b vorgesehen sind.
Da die Fingerlänge größer als die Dicke der Leiter 20 und die Fingerbreite ohne weiteres gleich der Leiterbreite sein kann, wird hier­ durch eine große Fläche und damit eine entsprechend große Arretierung gegen Längsbewegung geliefert. Gemäß Fig. 6 wird beim Start 704 ein Streifen aus leitendem Material, aus dem ein Leiterrahmen hergestellt werden soll, in eine Bearbeitungseinrichtung eingeführt. Der Streifen kann aus irgendeinem geeigneten Leitermaterial bestehen, beispielsweise aus Kupfer. In einem Leiterbildungsschritt 708 werden eine Vielzahl von Leitern 20 und eine oder mehrere Chipbefestigungsinseln 24 aus dem Me­ tallstreifen geformt. Die Chipbefestigungsinsel kann eine geeignete Kon­ figuration zur Aufnahme eines Chips aufweisen. Der Schritt 708 kann durch Stanzen oder Ätzen vorgenommen werden. Die Leiterenden 22 befinden sich dann etwa unmittelbar benachbart zur Chipbefestigungsinsel 24, wo­ bei sich die Vielzahl der Leiter 20 im wesentlichen radial um die Chip­ befestigungsinsel 24 erstrecken können. An dieser Stelle können sich die Leiterenden 22 über verbleibende Abschnitte des Metallstreifens in Verbindung mit der Chipbefestigungsinsel 24 befinden.
In einem weiteren Schritt 712 werden die Leiterenden 22 von der Chipbefestigungsinsel 24 etwa durch Stanzen oder Ätzen getrennt. Ge­ mäß einer Ausführungsform wird dieses Trennen in der gleichen Weise wie das Ausbilden der Leiter 20 vorgenommen. Es resultiert ein Leiterrahmen etwa gemäß Fig. 1A. In einem nachfolgenden Schritt 716 werden die Lei­ terenden 22 abgebogen, um Finger 23, 33, 43, 56a, 56b, 63, 66a, 66b zu bilden. Das Abbiegen kann auch während des Schritts 712 zusammen mit dem Trennen der Leiterenden 22 von der Chipbefestigungsinsel 24 erfolgen.
In einem weiteren Schritt 720 wird die Chipbefestigungsinsel 24 abgesenkt, so daß sie in einer parallel zu den Leitern 20 versetzten Ebene angeordnet wird. Hierdurch ergibt sich beispielsweise die in Fig. 1B dargestellte Konfiguration. Das Abbiegen der Leiterenden 22 gemäß Fig. 216 kann auch gleichzeitig mit dem Absenkschritt 720 erfolgen. Wenn das Umbiegen der Leiterenden 22 während eines bereits bestehenden Her­ stellungsschrittes etwa beim Stanzen oder Absenken vorgenommen wird, ist praktisch kein Zeitverlust bei der Herstellung der Finger in Kauf zu nehmen.
In einem weiteren Schritt 724 wird ein Chip 25 mit einer Viel­ zahl von Bondinseln 27 auf der Chipbefestigungsinsel 24 positioniert und befestigt. In einem Schritt 728 werden Bonddrähte 26 mit den Bondinseln 27 und den Leiterenden 22 verbunden. Hierbei kann der soweit fertige IC- Baustein von unten mittels einer Klemme gehalten werden, die entspre­ chend dem Vorhandensein der Finger an den Leiterenden 22 ausgebildet ist.
In einem weiteren Schritt 732 erfolgt das Kapseln, bei dem die Chipbefestigungsinsel 24, der Chip 25, die Bonddrähte 26 und ein Teil der Leiter 20 mit Plastikmaterial 28 gekapselt werden, um ein Schutzge­ häuse zu liefern, aus dem der Leiterrahmen teilweise herausragt, mit dem der IC-Baustein an äußere Schaltkreise angeschlossen wird. In einem letztlichen Schritt 736 werden beispielsweise die äußeren Abschnitte des Leiterrahmens von der Vielzahl der Leiter 20 abgetrennt, so daß die Lei­ ter 20 nicht länger miteinander verbunden sind, wobei außerdem die Lei­ ter 20 in ihrem nicht gekapselten Bereich abwärts gebogen werden können.

Claims (10)

1. Leiterrahmen für einen Halbleiterbaustein mit einer Viel­ zahl von im wesentlichen in einer Ebene angeordneten Leitern (20), da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens ausgewählte Leiter (20) wenigstens mit einem einstückig damit ausgebildeten Finger (23, 33, 43, 56a, 56b, 63, 66a, 66b) versehen sind, der sich in einem Winkel zur Leiterrahmenebene erstreckt.
2. Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (23, 33, 43, 63) am Fingerende (22) angeordnet sind.
3. Leiterrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Finger (23, 33, 43, 63) in einem Winkel von 45 bis 90°, vorzugsweise von 60 bis 90°, insbesondere von etwa 90° zur Leiter­ rahmenebene erstrecken.
4. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Finger (23, 33, 43, 56a, 56b, 63, 66a, 66b) eine Länge von etwa dem Zwei- bis Vierfachen der Dicke der Leiter (20) auf­ weisen.
5. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des Fingers (23, 33, 43, 56a, 56b, 63, 66a, 66b) kleiner als der Abstand des Leiterendes (22) von einer Chipbefesti­ gungsinsel (24) ist.
6. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest ausgewählte Leiter (20) seitliche Nasen (54a, 54b, 64a, 64b) besitzen, die ein- oder beidseitig mit abgebogenen Fingern (56a, 56b, 66a, 66b) versehen sind.
7. Halbleiterbaustein mit einem Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein mit Leitern (20) über Bonddrähte (26) ver­ bundener Chip (25) elektrisch verbunden ist und der Chip (25), die Bond­ drähte (26) und teilweise die Leiter (20) zusammen mit ihren Fingern (23, 33, 43, 56a, 56b, 63, 66a, 66b) in Plastikmaterial (28) gekapselt sind.
8. Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innenseitigen Leiter­ enden von einer benachbarten Chipbefestigungsinsel angetrennt und zu Fingern aus der Leiterrahmenebene abgebogen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger beim Ausbilden der Leiter bzw. beim Abtrennen der Leiterenden von der Chipbefestigungsinsel abgebogen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger beim Absenken der Chipbefestigungsinsel bezüglich der Leiterrah­ menebene abgebogen werden.
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