DE10138982A1 - Zuleitungsrahmen, unter Verwendung desselben hergestelltes Halbleiter-Bauelement und Verfahren zum Herstellen des Halbleiter-Bauelements - Google Patents

Abstract

Ein Zuleitungsrahmen der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Verbindungsstäbe, darunter Verbindungsstäbe, die jeweils verformbare Abschnitte aufweisen, die die äußeren Rahmen vor Verformung schützen. Die äußeren Rahmen weisen jeweils Positionierungslöcher auf. Elementbestückungsabschnitte zum Bestücken mit Halbleiter-Bauelementen sind mit dem äußeren Rahmen über solche Verbindungsstäbe verbunden. Der Zuleitungsrahmen ist daher frei von Verformung während des Zuleitungsumformens, wobei die Miniaturisierung der Halbleiter-Bauelemente gefördert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiter- bzw. Zu­ leitungsrahmen und insbesondere einen mit Lichtkopplungs- bzw. Optokopplungselementen bestückten Zuleitungsrahmen, ein unter Verwendung des Zuleitungsrahmens hergestelltes Halbleiter-Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiter-Bauelements.

Ein doppelt vergossener Lichtkoppler gehört zu einer Fami­ lie von Halbleiter-Bauelementen. Der doppelt vergossene Lichtkoppler wird durch ein Verfahren hergestellt, welches ein primäres Vergießen mit lichtdurchlässigem Harz und ein sekundäres Vergießen mit lichtabfangendem Harz beinhaltet. Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-83013 of­ fenbart zum Beispiel einen doppelt vergossenen Lichtkopp­ ler, bei welchem ein Zuleitungsrahmen zum Umformen von Zu­ leitungsumformabschnitten in einer sekundären Verkapselung untergebracht ist, um damit die Größe des Lichtkopplers zu reduzieren.

Wenn bei einem Zuleitungsrahmen die Zuleitungen zum Biegen der Zuleitungsumformabschnitte umgeformt werden, führt dies zu den folgenden Problemen: Abschnitte, in denen Verbin­ dungsstäbe und gegenüberliegende äußere Rahmen miteinander verbunden sind, verformen sich unregelmäßig. Als Folge wer­ den die in den äußeren Rahmen angeordneten Positionierungs­ löcher verschoben und verhindern somit, daß der Zuleitungs­ rahmen in einem auf den Zuleitungsumformschritt folgenden Schritt genau positioniert werden kann. Außerdem bleibt ei­ ne dem Zuleitungsumformen zuzuschreibende Spannung in dem einzelnen Lichtkoppler oder Produkt erhalten und führt spä­ ter zu Rißbildung in der Baugruppe oder ähnlichen Proble­ men.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Zu­ leitungsrahmen bereitzustellen, der während dem Zuleitungs­ umformen frei von Verformungen ist, und dabei die Größe des Halbleiter-Bauelements zu reduzieren, mit dem der Zulei­ tungsrahmen bestückt werden soll, und außerdem ein unter Verwendung des Zuleitungsrahmens hergestelltes Halbleiter- Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiter- Bauelements bereitzustellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Zuleitungsrah­ men einen Verbindungsstab, mit dem ein mit einem Halb­ leiterelement zu bestückender Elementbestückungsabschnitt über einen Zuleitungsumformabschnitt verbunden ist. Ein äu­ ßerer Rahmen weist Positionierungslöcher auf. Der Verbin­ dungsstab ist mit dem äußeren Rahmen verbunden. Der Verbin­ dungsstab enthält einen verformbaren Abschnitt zum Verhin­ dern, daß der äußere Rahmen sich verformt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist außerdem bei einem Halbleiter-Bauelement mit einem Paar von Elementbestüc­ kungsabschnitten, die mit übereinander angeordneten Halb­ leiterelementen bestückt und mit Vergußharz vergossen sind, wobei die mit einem bestimmten Halbleiterelement verbunde­ nen Zuleitungen auf dem Vergußharz freiliegen, nur eines der beiden Elementbestückungsabschnitte mit Bezug zu den Zuleitungen nach oben gebogen.

Außerdem umfaßt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ver­ fahren zum Herstellen eines Halbleiter-Bauelements unter Verwendung eines Rahmens einen Zuleitungsumformschritt, bei dem die Zuleitungsumformabschnitte nach dem primären Ver­ gießen mit lichtdurchlässigem Harz gebogen werden, und ei­ nen Vergußschritt, in dem die in einem Zuleitungsrahmen enthaltenen verformbaren Abschnitte nach dem Zuleitungsum­ formschritt vergossen werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden de­ taillierten Beschreibung in Zusammenschau mit den beilie­ genden Zeichnungen noch deutlicher werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A bis 1E Querschnitte, die ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen eines dop­ pelt vergossenen Lichtkopplers ver­ anschaulichen;

Fig. 2 einen Querschnitt, welcher den Auf­ bau eines weiteren herkömmlichen Lichtkopplers zeigt;

Fig. 3A bis 3C isometrische Darstellungen zum Be­ schreiben des in einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen eines Lichtkopplers enthaltenen Zulei­ tungsumformens;

Fig. 4A bis 4C isometrische Darstellungen, die ei­ nen Zuleitungsrahmen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigen;

Fig. 5A bis 5E, 6A bis 6B und 7A bis 7C Ansichten, welche ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter- Bauelements unter Verwendung des Zu­ leitungsrahmens der beispielhaften Ausführungsform zeigen;

Fig. 8 ein Querschnitt zum Beschreiben des für die beispielhafte Ausführungs­ form charakteristischen Zuleitungs­ umformens;

Fig. 9 eine Draufsicht, welche die eben­ falls für die beispielhafte Ausfüh­ rungsform charakteristischen Ver­ stärkungsabschnitte zeigt;

Fig. 10 eine isometrische Darstellung zum Beschreiben des Einflusses des Ent­ gratens;

Fig. 11 eine Ansicht, welche eine weitere besondere Gestaltung eines in der beispielhaften Ausführungsform ent­ haltenen verformbaren Abschnitts zeigt;

Fig. 12A bis 12B und 13 Querschnitte zum Beschreiben eines für die beispielhafte Ausführungs­ form charakteristischen Aufbaus, bei dem nur einer der beiden Zuleitungs­ rahmen vertieft ist; und

Fig. 14 einen Querschnitt, der einen Licht­ koppler vom W-Typ zeigt, auf den die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Um die vorliegende Erfindung besser verstehen zu können, wird auf ein in Fig. 1A bis 1E dargestelltes herkömmliches Verfahren zum Herstellen eines doppelt vergossenen Licht­ kopplers Bezug genommen. Obgleich die Herstellung eines Lichtkopplers auf einem Zuleitungsrahmen durchgeführt wird, zeigen Figs. 1A bis 1E nicht den gesamten Zuleitungsrahmen. Wie dargestellt, ist ein Zuleitungsrahmen 1A vertieft und mit einem lichtemittierenden Element 1 bestückt, während ein Zuleitungsrahmen 2A ebenfalls vertieft und mit einem lichtempfindlichen Element 2 bestückt ist. Die Zuleitungs­ rahmen 1A und 2A sind in der in Fig. 1A gezeigten Position gepaart. Die Zuleitungsrahmen 1A und 2A werden dann über­ einander positioniert, so daß das lichtemittierende Element 1 und das lichtempfindliche Element 2 einander gegenüber­ liegen, wie in Fig. 1B gezeigt.

Wie in Fig. 1C gezeigt, werden daraufhin das lichtemittie­ rende Element 1 und das lichtsensitive Element 2 mit einem lichtdurchlässigen, primären Vergußharz vergossen, um da­ durch einen Lichtweg zu sichern. Genauer gesagt ist das primäre Vergußharz 3a als ein rhombischer Kubus gestaltet. Die Zuleitungsrahmen 1a und 2a ragen jeder von einer be­ stimmten Spitze des rhombische Kubus hervor. Wie in Fig. 1D gezeigt, wird das primäre Vergußharz 3a mit einem lichtab­ fangenden sekundären Vergußharz 3b vergossen. Schließlich werden, wie in Fig. 1E gezeigt, die Zuleitungsrahmen 1a und 2a für die Montage geformt und damit ein Lichtkoppler 4 fertiggestellt.

Fig. 2 zeigt einen anderen herkömmlichen Lichtkoppler. Wie gezeigt, enthält der mit 5 gekennzeichnete Lichtkoppler ei­ ne primäre Verkapselung 3a, die mit lichtdurchlässigem, primärem Vergußharz vergossen wird. Daraufhin werden die mit dem lichtemittierenden Element 1 bzw. dem lichtempfind­ lichen Element 2 bestückten Zuleitungsrahmen 1a bzw. 2a ge­ formt. Danach werden die primäre Verkapselung 3a und die Zuleitungsrahmen 1a und 2a in Form einer sekundären Verkap­ selung 3b mit sekundärem Vergußharz vergossen.

Das Zuleitungsumformen wird bei dem Lichtkoppler 4 nach dem sekundären Verguß oder bei dem Lichtkoppler 5 nach dem pri­ mären Verguß bewirkt, wie oben erwähnt. Ein besondereres nach dem primären Vergießen durchgeführtes Zuleitungsum­ formverfahren wird nachstehend beschrieben.

Fig. 3A bis 3C zeigen ein herkömmliches bei einem Licht­ koppler anwendbares Zuleitungsumformverfahren. Wie gezeigt, weisen mehrere (in dem speziellen Verfahren 4) Lichtkoppler 6 jeweils 2 Zuleitungs-(Anschluß-)Umformabschnitte 7a, die von jedem der gegenüberliegenden Enden herausragen. Jeder Lichtkoppler 6 ist mit einem Zuleitungsrahmen 7 über die jeweiligen Zuleitungsumformabschnitte 7a verbunden. Wie in Fig. 3A gezeigt, ist jeder Zuleitungsumformabschnitt 7a mit einem ersten und einen zweiten Verbindungsstab 7b bzw. 7c und einem inneren Verbindungsstab 7d verbunden. Die Verbin­ dungsstäbe 7b bis 7c erstrecken sich zwischen zwei paralle­ len äußeren Rahmen 7e.

Genauer sind, wie in Fig. 3A gezeigt, drei Verbindungsstäbe 7b bis 7d parallel an jedem der gegenüberliegenden Seiten der Reihe von Lichtkopplern 6 angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zu den Zuleitungsumformab­ schnitten 7a. In den äußeren Rahmen 7e sind jeweils Löcher 8 zum Positionieren der Zuleitungsrahmen 7 angeordnet.

Das Zuleitungsumformverfahren beginnt nach dem in Fig. 3A gezeigten primären Vergießen. Zunächst werden, wie in Fig. 3B gezeigt, die inneren Verbindungsstäbe 7d abgeschnitten, wobei die ersten und zweiten Verbindungsstäbe 7b und 7c üb­ rigbleiben. Danach werden, wie in Fig. 3C gezeigt, die Zu­ leitungsumformabschnitte 7a zwischen dem einzelnen Licht­ koppler 6 und den ersten Verbindungsstäben 7b gebogen (Zuleitungsumformen). Insbesondere muß bei der in Fig. 2 gezeigten Struktur das Zuleitungsumformen nach dem primären Vergießen durchgeführt werden, um die primäre Verkapselung 3a anzuheben, welche das lichtemittierende Element 1 und das lichtempfindliche Element 2 beinhaltet.

Das oben beschriebene Zuleitungsumformverfahren weist die folgenden Probleme auf: Werden Teile der Zuleitungsum­ formabschnitte 7a der Lichtkoppler 6 auf dem Zuleitungsrah­ men 7 gebogen werden, verformen sich die Abschnitte des Zu­ leitungsrahmens 7, wo die Verbindungsstäbe 7b und 7c und die äußeren Rahmen 7e verbunden sind, unregelmäßig, wie in Fig. 3C gezeigt. Dies liegt daran, daß die durch das Zulei­ tungsumformen gebogenen Zuleitungsumformabschnitte 7a die Verbindungsstäbe 7b und 7c nach innen ziehen. Als Folge daraus verschieben sich die in den Rahmen 7e angeordneten Positionierungslöcher 8 und verhindern, daß der Zuleitungs­ rahmen 7 in einem auf den Zuleitungsumformschritt folgenden Schritt genau positioniert werden kann. Außerdem verbleibt in dem einzelnen Lichtkoppler 6 eine auf das Zuleitungsum­ formen zurückzuführende Spannung und führt später zu Riß­ bildung in der Baugruppe oder ähnlichen Problemen.

Insbesondere ist es bei der in Fig. 2 gezeigten Struktur notwendig, die Zuleitungen vor dem sekundären Vergießen zu biegen. Auf das Biegen der Zuleitungen zurückzuführende Spannung bewirkt sogar, daß der mit Lichtkopplern bestückte Zuleitungsrahmen 7 sich um 0,2 mm oder so verformt. Eine derartige Verformung stört die Beziehung zwischen den Posi­ tionen der Lichtkopplern und den Positionierungslöchern 8. Dies behindert auch eine genaue Positionierung nach dem se­ kundären Vergießen und damit die Herstellung der Lichtkopp­ ler.

Genauer gesagt wird das Zuleitungsumformen durchgeführt, nachdem die Positionierungslöcher 8 in dem Zuleitungsrahmen 7 gebildet worden sind. Daher wirkt, wenn die Zuleitungen gebogen werden, eine Spannung auf die Löcher 8 und führt zu deren Verformung. Als Folge hieraus verschieben sich die Löcher 8. Die Löcher 8 werden dazu verwendet, den Zulei­ tungsrahmen 7 vor und nach dem Zuleitungsumformen zu posi­ tionieren, und jedes weist eine relative Beziehung der Po­ sition zu dem einzelnen Lichtkoppler 6 auf. Die Löcher 8 sind im wesentlichen in gleichen Intervallen angeordnet. Es ist daher wichtig, die genauen Beziehung der Positionen oder die Distanz zwischen den Löchern 8 und dem einzelnen Lichtkoppler 6 beizubehalten. Alle Schritte in einer Ferti­ gungsstraße sind auf die Positionierung auf der Basis der Löcher 8 angewiesen.

Mit Bezug auf Fig. 4A bis 4C wird nun ein Zuleitungsrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Figs. 4A und 4B zeigen einen Zuleitungsrahmen 10a für die Lichtemissionsseite bzw. einen Zuleitungsrahmen 10b für die Lichtempfangsseite. Fig. 4C zeigt einen Rahmen zum Bilden von Lichtkopplern, die eine spezielle Form von Halbleiter-Bauelementen sind. Die Zuleitungsrahmen 10a und 10b sind jeweils mit lichtemittierenden Elementen bzw. lichtempfindlichen Elementen bestückt, was nachstehend ge­ nauer beschrieben wird. Die lichtemittierenden Elemente und die lichtempfindlichen Elemente können als LEDs (Light Emitting Elements) bzw. als Phototransistoren ausgeführt sein. Der Zuleitungsrahmen 10a wird in seiner Ausrichtung umgedreht und über den Zuleitungsrahmen 10b gelegt, so daß die lichtemittierenden Elemente und die lichtempfindlichen Elemente einander gegenüber liegen.

Wie in Fig. 4A gezeigt, enthält der Zuleitungsrahmen 10a ein Paar von parallelen äußeren Rahmen 11a und 11b, einen ersten und einen zweiten Verbindungsstab 12a und 12b, einen inneren Verbindungsstab 12c zur Verstärkung, und mehrere (vier in der beispielhaften Ausführungsform) Elementbestüc­ kungsabschnitte 13a. Die Verbindungsstäbe 12a bis 12c er­ strecken sich zwischen den gegenüberliegenden Rahmen 11a und 11b. Jeder Elementbestückungsabschnitt 13a ist mit dem inneren Verbindungsstab 12c und einem zweiten Verbindungs­ stab 12b über zwei vertiefte Zuleitungs-(Anschluß-)um­ formabschnitte 14 verbunden. Ein nicht gezeigtes licht­ empfindliches Element wird mit der Oberseite nach unten auf die hintere Oberfläche jedes Elementbestückungsabschnittes 13a aufgesetzt und mit vorbestimmten Positionen durch Me­ talldrähte verbunden, was jedoch nicht genau gezeigt ist.

Wie in Fig. 4B gezeigt enthält der Zuleitungsrahmen 10b Elementbestückungsabschnitte hab, die mit einem inneren Verbindungsstab 12c und einem zweiten Verbindungsstab 12b durch zwei Zuleitungsumformabschnitte 14 verbunden sind. Ein lichtemittierendes Element 17 wird auf jeden Elementbe­ stückungsabschnitt 13b aufgesetzt und mit vorbestimmten Po­ sitionen durch Metalldrähte verbunden, was jedoch nicht ge­ nau gezeigt ist. Das lichtemittierende Element 17 ist mit Schutzharz überzogen.

In den Fig. 4A und 4B haben die ersten und zweiten Ver­ bindungsstäbe 12a und 12b im wesentlichen die gleiche Brei­ te, die größer ist als die Breite des stangenförmigen inne­ ren Verbindungsstabs 12c. Die zweiten Verbindungsstäbe 12b sind jeweils mit den Rahmen 11a und 11b an ihren gegenüber­ liegenden Enden durch verformbare Abschnitte 15 verbunden. Die verformbaren Abschnitte 15 sind als Stäbe ausgeführt, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die inne­ ren Verbindungsstäbe 12c aufweisen und sich jeweils wenig­ stens in der Richtung parallel zu den Rahmen 11a und 11b leicht verformen. Zum Beispiel hat jeder verformbare Ab­ schnitt 15 eine Länge, die einmal so groß oder größer als seine Breite ist, oder eine Breite von etwa 0,3 mm, in wel­ chem Fall der Zuleitungsrahmen etwa 0,2 mm oder weniger dick ist.

Löcher 16 zum Positionieren der Zuleitungsrahmen 10a sind in einem äußeren Rahmen 11a angeordnet. Die Rahmen 11a und 11b werden an gegenüberliegenden Seiten der Reihe von Ele­ mentbestückungsabschnitten 13a positioniert. Die ersten und zweiten Verbindungsstäbe 12a und 12b und der innere Verbin­ dungsstab 12c sind parallel an jedem der gegenüberliegenden Seiten der Elementbestückungsabschnitte 13a angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zu den Zulei­ tungsumformabschnitten 14. Die Zuleitungsumformabschnitte 14 sind jeweils mit dem betreffenden inneren Verbindungs­ stab 12c verbunden.

Der Zuleitungsrahmen 11b liegt gegenüber dem Zuleitungsrah­ men 11a um 180° in der Rotationsrichtung gedreht. Die Ele­ mentbestückungsabschnitte 13b des Zuleitungsrahmens 11b, die den Elementbestückungsabschnitten 13a gegenüberliegen, sind nicht vertieft. Die Löcher 16 des Zuleitungsrahrrfens 10b sind mit den Löchern 16 auf dem Zuleitungsrahmen 10a ausgerichtet. Der Zuleitungsrahmen 10b ist daher vom Aufbau her identisch zu dem Zuleitungsrahmen 10a, insoweit als er ein Paar von äußeren Rahmen 11a und 11b, erste und zweite Verbindungsstäbe 12a und 12b und einen inneren Verbindungs­ stab 12c aufweist. Wie Fig. 4B gezeigt, werden lichtemit­ tierende Elemente 17 jeweils mit ihrer Oberseite nach oben auf die Fläche eines bestimmten Elementbestückungsabschnit­ tes 13b aufgesetzt, wobei sie einem der auf die Elementbe­ stückungsabschnitte 13a- aufgesetzten lichtempfindlichen Elementen gegenüberliegen, aber dieses nicht kontaktieren.

Wie in Fig. 4C gezeigt, wird der Rahmen 4C zum Herstellen von Halbleiter-Bauelementen dadurch erzeugt, daß der Zulei­ tungsrahmen 10a über den Zuleitungsrahmen 10b gelegt wird und mit diesem verschweißt oder auf andere Art verbunden wird. Zu diesem Zeitpunkt liegen die Elementbestückungsab­ schnitte 13a über den Elementbestückungsabschnitten 13b. Die Löcher 16 der Zuleitungsrahmen 10a und 10b liegen zur Außenseite frei. Die Rahmen 11a und 11b sind miteinander verbunden. Auf diese Weise sind im Rahmen 10c nur bei dem Zuleitungsrahmen 10a die Bestückungsabschnitte 13a relativ zu den dazugehörigen Zuleitungsumformabschnitten 14 ge­ stuft.

Es ist möglich, mit dem Rahmen 10c einen optischen MOS (Metal Oxide Semiconductor) herzustellen, der eine lichte­ mittierende und eine lichtempfindliche Seite optisch kop­ pelt. Zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines solchen Lichtkopplers wird auf die Fig. 5A bis 5E, 6A, 6B und 7A bis 7C Bezug genommen. Zuerst wird, wie in Fig. 5A gezeigt, der Zuleitungsrahmen 10A mit den mit lichtemp­ findlichen Elementen 18 bestückten Elementbestückungsab­ schnitten 13a, Fig. 4A, und der Zuleitungsrahmen 10b mit den mit lichtemittierenden Elementen 17 bestückten Element­ bestückungsabschnitten 13b, Fig. 4B, vorbereitet. Wie in Fig. 5B gezeigt, werden die Zuleitungsrahmen 10a und 10b derart zusammengesetzt, daß die lichtempfindlichen Elemente 18 einander gegenüberliegen, sich nicht kontaktieren und sömit den Rahmen 10c bilden, Fig. 4C.

Jedes lichtempfindliche Element 18 wird mit dem entspre­ chenden Elementbestückungsabschnitt 13a durch Drähte 19 verbunden. Jedes lichtemittierende Element 17 ist zum Bei­ spiel mit transparentem Silikonharz vorüberzogen und wird dann durch Drähte 19 mit dem entsprechenden Elementbestüc­ kungsabschnitt 13B verbunden.

Daraufhin wird, wie in Fig. 5C und gezeigt, jedes lich­ temittierende Element 17 und das dazugehörige lichtempfind­ liche Element 18 des Rahmens 10c mit lichtdurchlässigem, primären Vergußharz 20 vergossen, um einen optischen Weg zu gewährleisten. Das Vergußharz 20 ist als trapezartiger Ku­ bus, etwa nach Art eines vierseitigen Pyramidenstumpfes, ausgebildet. Die Zuleitungsumformabschnitte 14 ragen von den nahe am Boden gelegenen Bereichen von gegenüberliegen­ den Schrägen des trapezartigen Kubus hervor. Nach dem pri­ mären Vergießen werden die inneren Verbindungsstäbe 12c ab­ geschnitten, wobei die ersten und zweiten Verbindungsstäbe 12a und 12b belassen werden. Folglich ist das Vergußharz 20 mit jedem zweiten Verbindungsstab 12b über zwei Zuleitungs­ umformabschnitte 14 verbunden, während jeder Verbindungs­ stab 12b über die verformbaren Abschnitte 15 mit dem Rahmen 11a oder 11b verbunden ist. Anders ausgedrückt ist, wie in Fig. 6B gezeigt, das Vergußharz 20 mit den Rahmen 11a und 11b nur über die verformbaren Abschnitte 15 verbunden, die in der Richtung parallel zu den Rahmen 11a und 11b leicht verformbar sind, wie z. B. hängende Pins (hanging pins).

Wie in Fig. 5D und 7A gezeigt, werden die Zuleitungsum­ formabschnitte 14 zwischen dem primären Vergußharz 20 und den sekundären Verbindungsstäben 12b gebogen (inneres Zu­ leitungsumformen), um das Vergußharz 20 anzuheben. Genauer werden die Zuleitungsumformabschnitte 14 gebogen, wobei sie gequetscht und dabei lokal dünner gemacht und gestreckt werden.

Wie in Fig. 5E und 7B gezeigt, weist ein mit dem Rahmen 10c herzustellendes optisches Kopplungsbauelement zwei Zulei­ tungsumformabschnitte 14 auf, die in dem sekundärem Verguß­ harz 21 untergebracht sind, wie später beschrieben wird. Es ist daher notwendig, das Zuleitungsumformen nach dem primä­ ren Vergießen durchzuführen, um das primäre Vergußharz 20 anzuheben. Durch das Zuleitungsumformen wird eine im we­ sentlichen der Dicke des Bodens des sekundären Vergußharzes 21 entsprechende Stufe gebildet.

Der Zuleitungsumformschritt, bei dem die Zuleitungsum­ formabschnitte 14 durch Quetschen gebogen werden, wird ge­ nauer mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben. Vorausgesetzt sei der Schritt, in dem nach dem Durchschneiden der inneren Verbindungsstäbe 12c nach dem primären Vergießen jedes pri­ märe Vergußharz 20 und die Rahmen 11a und 11b nur von den verformbaren Abschnitten 15 gestützt werden. In diesem Zu­ stand nehmen eine obere und eine untere Kapsel 22 jeden Zu­ leitungsumformabschnitt (innere Zuleitung) 14 zwischen sich, um ihn nach unten zu drücken und ihn dabei zu quet­ schen. Folglich wird der gequetschte und gebogene Teil des Zuleitungsumformabschnitts 14 auf eine Dicke gestreckt, die im wesentlichen drei Fünfteln der ursprünglichen Dicke des Zuleitungsumformabschnittes 14 entspricht. Der dünne, ge­ streckte Teil nimmt die Distanz auf, über die der Zulei­ tungsumformabschnitt 14 während der Verformung gezogen wird und reduziert dadurch die Verformung. Dies verhindert er­ folgreicht, daß das Zuleitungsumformen den Rahmen 10c be­ einflußt. Experimente haben gezeigt, daß für einen ange­ strebten Verformungsbetrag von etwa 0,223 mm der tatsächli­ che Verformungsbetrag etwa 0,07 mm war, d. h. etwa ein Drit­ tel des angestrebten Betrags.

Die Verformung von jedem der Zuleitungsumformabschnitte 14 zieht den zweiten Verbindungsstab 12b während des o. g. Zu­ leitungsumformens nach innen in Richtung des primären Ver­ gußharzes 20. Der verformbare Abschnitt 15 verformt sich jedoch und nimmt sicher ausreichend die Kraft auf, die den Verbindungsstab 12b in Verbindung mit der Quetsch- und Bie­ geoperation wie in Fig. 7A gezeigt, zieht. Genauer gesagt ist der verformbare Abschnitt 15 dazu ausgelegt, die auf den gequetschten und gebogenen Verbindungsstab 12b ausgeüb­ te Spannung auf zunehmen, indem er sich selbst in der Rich­ tung parallel zu den Rahmen 11a und 11b verformt. Der Ver­ bindungsstab 12b und die Rahmen 11a und 11b sind daher frei von der mit Bezug auf 3C beschriebenen Verformung und ver­ hindern, daß die Löcher 16 der Rahmen 11a und 11b aufgrund von unregelmäßiger Verformung verschoben werden.

Wie in Fig. 5A und 7B gezeigt, wird das primäre Vergußharz 20 nach dem oben beschriebenen Zuleitungsumformen mit lichtabfangendem, sekundärem Vergußharz 21 vergossen, um Licht von außen abzuschirmen. Gleichzeitig werden die ver­ formbaren Abschnitte 15 (4 in Fig. 7B) mit sekundärem Ver­ gußharz 21 vergossen, um hierdurch verstärkende Abschnitte 23 zum Verstärken der Abschnitte 15 zu bilden. Die verstär­ kenden Abschnitte 23 stellen Scheinbaugruppen dar, die kein Produkt enthalten.

Fig. 9 zeigt genauer, wie die verstärkenden Abschnitte 23 gebildet werden. Wie gezeigt, erstreckt sich jeder verstär­ kende Abschnitt 23 über die dazugehörigen ersten und zwei­ ten Verbindungsstäbe 12a und 12b, wobei er diese von gegen­ überliegenden Seiten zwischen sich nimmt. Der verstärkende Abschnitt 23 bedeckt nicht nur den verformbaren Abschnitt 15, der die Rahmen 11a oder 11b verbindet, und den zweiten Verbindungsstab 12b, sondern auch den Abschnitt des ersten Verbindungsstabs 12a, der mit dem Rahmen 11a oder 11b ver­ bunden ist.

Daraufhin wird mit den doppelvergossenen Produktanschnitten oder Baugruppenteilen z. B. mit einem Wasserstrahl ein Ent­ graten durchgeführt. Nach dem Entgraten werden die Zulei­ tungen plattiert und dann werden die Zuleitungsumformab­ schnitte 14 der einzelnen Baugruppe auf eine notwendige Länge geschnitten. Schließlich wird, wie in Fig. 7C ge­ zeigt, die Baugruppe von dem Rahmen 10c entfernt, um da­ durch einen Lichtkoppler 25 zum Oberflächenmontieren fer­ tigzustellen. Die Zuleitungen 24 des Lichtkopplers 25 sind am mit dem sekundären Vergußharz 21 vergossenen unteren Teil der Baugruppe oder an dessen Verlängerung angeordnet.

Nach dem Entgraten wirkt eine Kraft nach unten auf die Pro­ duktabschnitte, die mit dem sekundären Vergußharz 21 ver­ gossen sind. Die mit den zweiten Verbindungsstäben 12b und den Rahmen 11a und 11b verbundenen verformbaren Teile sind jedoch durch die verstärkenden Teile 23 verstärkt und hin­ dern daher die Produktteile daran, sich nach unten zu ver­ formen.

Der Einfluß des Entgratens wird mit Bezug auf Fig. 10 be­ schrieben. Wie dargestellt, verformt sich, wenn auf den einzelnen Produktabschnitt, der mit dem sekundären Verguf%- harz 21 vergossen ist, eine Kraft nach unten wirkt, der Produktteil zusammen mit den zweiten Verbindungsstäben 12b nach unten, weil er durch die Rahmen 11a und 11b über die verformbaren Abschnitte 15 gehalten ist. Genauer sind die Produktabschnitte mit den Rahmen 11a und 11b über die ver­ formbaren Abschnitte 15 verbunden und können daher leicht verschoben werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Produktabschnitte vor dem Plattieren mit einem Wasser­ strahl gereinigt werden. Die verstärkenden Abschnitte 23, die die verformbaren Abschnitte 15 verstärken, hindern je­ doch die Abschnitte 15 am Verformen, d. h. sie verhindern eine Verformung der Produktabschnitte über die zweiten Ver­ bindungsstäbe 12b, die die Abschnitte 15 enthalten.

Fig. 11 zeigt besondere Gestaltungen jedes verformbaren Ab­ schnitts 15. In der beispielhaften Ausführungsform ist der verformbare Abschnitt 15 wie oben erwähnt als hängender Pin ausgeführt. Wie in Fig. 11 gezeigt, kann der verformbare Abschnitt 15 durch einen verformbaren Abschnitt 15a ersetzt werden, der an gegenüberliegenden Endabschnitten einen grö­ ßeren Durchmesser aufweist als im mittleren Abschnitt, oder einen verformbaren Abschnitt 15b, der in Form von schmalen Stufen gebogen ist. Weiterhin kann von einem verformbaren Abschnitt 15c Gebrauch gemacht werden, der aus mehreren (z. B. zwei) Stücken besteht. Der springende Punkt liegt darin, daß der verformbare Abschnitt in der Richtung paral­ lel zu den Rahmen 11a und 11b leicht verformbar ist und ei­ ne Kraft aufnimmt, die den zweiten Verbindungsstab 12b nach innen gegen die Elementbestückungsabschnitte zieht.

Fig. 12A und 12B zeigen die Struktur des Rahmens 10c, bei welchem der Zuleitungsrahmen 10a vertieft ist, während der Zuleitungsrahmen 10b nicht vertieft ist. Wie in Fig. 12A gezeigt, ist einer der Rahmen oder Zuleitungsumformab­ schnitte 14 vertieft, während der andere flach bleibt. Im Gegensatz hierzu sind, wie in Fig. 12D gezeigt, bei einer herkömmlichen Struktur beide Rahmen 1a und 1b, die jeweils der Lichtemissionsseite bzw. der Lichtempfangsseite zuge­ ordnet sind, um den im wesentlichen gleichen Betrag ver­ tieft.

Wie Fig. 12A zeigt, ist in der beispielhaften Ausführungs­ form nur einer der Rahmen 10a oder 10b stark genug ver­ tieft, um zu erlauben, daß der andere Rahmen flach bleibt. Außerdem ist in Fig. 12A der Produktabschnitt um einen Be­ trag a erhöht oder verschoben, um die Dicke des zweiten Vergußharzes zu garantieren. Der Betrag der Verschiebung a ist kleiner als der Betrag der Verschiebung b, welches von dem herkömmlichen in Fig. 2B gezeigten Produktabschnitt ge­ fordert ist. Dies verringert nicht nur die auf das Zulei­ tungsumformen zurückführbare Verformung der Rahmen 10c, sondern fördert auch ein leichtes Verarbeiten des Rahmens 10c.

Wie in Fig. 13 gezeigt, erzeugt bei dem Lichtkoppler mit der oben beschriebenen, Struktur nur das lichtemittierende Element im Betrieb Wärme. Es ist daher wichtig, die Wärme freizusetzen, um die Zuverlässigkeit des Halbleiter- Bauelements zu steigern. Im allgemeinen breitet sich der größte Teil der von dem lichtemittierenden Element erzeug­ ten Wärme durch den Zuleitungsrahmen (13b) aus, wie durch eine Schraffur in Fig. 13 angezeigt. Wenn daher die Distanz zwischen dem lichtemittierenden Element und der Montageflä­ che c einer Leiterplatte verringert wird, kann die Wärme effizienter an die Leiterplatte freigesetzt werden.

Genauer sind in dem Lichtkoppler 25 der beispielhaften Aus­ führungsform, Fig. 7C, die Zuleitungen oder Zuleitungsum­ formabschnitte 14 in dem sekundären Vergußharz 21 unterge­ bracht, während die Anschlüsse am unteren Teil des Verguß­ harzes 21 freiliegen. Bei diesem Aufbau ist eine Distanz d zwischen dem lichtemittierenden Element und der Montageflä­ che c (nachstehend Wärmeweglänge d genannt) kürzer als die herkömmliche Distanz. Außerdem ist die Wärmeweglänge des Lichtkopplers 25 kürzer als die Wärmeweglänge eines anderen in Fig. 2 gezeigten Aufbaus. Die beispielhafte Ausführungs­ form reduziert daher den thermischen Widerstand, d. h. die Temperaturerhöhung des Chips selbst im Verhältnis zur Lei­ stungsaufnahme und steigert daher die Zuverlässigkeit eines Produkts im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau.

Wie oben angemerkt, enthält der Zuleitungsrahmen der bei­ spielhaften Ausführungsform die plastisch verformbaren Ab­ schnitte 15. Ein Lichtkoppler, der einen derartigen Zulei­ tungsrahmen verwendet, wird durch ein Verfahren herge­ stellt, welches einen Zuleitungsumformschritt oder Quetsch- und Biegeschritt und einen Schritt enthält, in dem die ver­ stärkenden Abschnitte 23 um die verformbaren Abschnitte 15 gebildet werden. Genauer werden in dem auf den primären Vergußschritt folgenden Schritt, in dem die inneren Zulei­ tungen umgeformt werden, Abschnitte aus einem leicht ver­ formbaren Material und mit einer leicht verformbaren Konfi­ guration zwischen dem Zuleitungsrahmen und den Produktab­ schnitten vorher umgeformt, so daß die Beziehung zwischen den Positionen des ersteren und der letzteren sich nicht verändert. Die o. g. Abschnitte verformen sich, um zu ver­ hindern, daß die Verformung auf den Rahmen übertragen wird.

Außerdem schützen die verstärkenden Abschnitte 23 die Pro­ duktabschnitte vor einer Verformung in nachfolgenden Schritten (insbesondere in dem Entgratungsschritt), die auf die verformbaren Abschnitte 15 zurückzuführen ist, die sonst die Festigkeit der Produktabschnitte verringern wür­ den. Dies verringert erfolgreich die Montagefläche, die z. B. einem doppelt vergossenen Lichtkoppler zugewiesen wer­ den muß. Außerdem wird eine auf das Zuleitungsumformen zu­ rückzuführende Verformung nicht auf den Zuleitungsrahmen übertragen, so daß die Positionierungslöcher 16 und die Produktabschnitte in der vorbestimmten Positionsbeziehung bleiben. Die Verringerung der Verformung von etwa 0,223 bis 0,07 mm, d. h. um etwa ein Drittel, ist besonders signifi­ kant. Wenn man davon ausgeht, daß ein Zuleitungsrahmen nach dem neuesten Stand der Technik nur 0,2 mm dick ist, führt eine Verschiebung von etwa 0,2 mm zum Verlust des sekundä­ ren Vergußharzes zum Abfangen von Licht.

Außerdem kompensieren die verformbaren Abschnitte 15 eine teilweise eine Biegung in den Abschnitten, wo die produkt­ bildenden Abschnitte und der Zuleitungsrahmen miteinander verbunden sind. Zusätzlich wird der Zuleitungsrahmen kaum während des Zuleitungsumformens gezogen, weil nur einer der Elementbestückungsabschnitte nach oben über die dazugehöri­ gen Zuleitungen gebogen wird. Dies führt auch erfolgreich dazu, die vorbestimmte Beziehung zwischen den Positionen der produktbildenden Abschnitte und dem Zuleitungsrahmen zu halten; sonst würden die Löcher 16 verschoben und die nach­ folgenden Schritte hierdurch in der Praxis unmöglich ge­ macht werden.

In der beispielhaften Ausführungsform sind bei dem Rahmen 10c die Zuleitungsrahmen 10a und 10b miteinander kombi­ niert, wobei der erstere über dem letzteren liegt. Alterna­ tiv können die Zuleitungsrahmen 10a und 10b in der Horizon­ talrichtung verschoben und integral miteinander hergestellt sein, wobei die Rahmen 11a und 11b einander nicht überlap­ pen.

Fig. 14 zeigt einen bestimmten Lichtkoppler vom W-Typ, auf den die vorliegende Erfindung ebenfalls anwendbar ist. Wie gezeigt, umfaßt der mit 26 bezeichnete Lichtkoppler vom W-Typ flüssiges Vergußharz 27 anstatt der primären Verkapse­ lung, um einen optischen Weg zu bilden.

Zusammenfassend enthält gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zuleitungsrahmen mehrere Verbindungsstäbe einschließ­ lich Verbindungsstäben, die jeweils verformbare Abschnitte aufweisen, die die äußeren Rahmen vor Verformung schützen. Die äußeren Rahmen sind mit Positionierungslöchern ausge­ bildet. Elementbestückungsabschnitte zum Bestücken mit Halbleiterbauelementen sind mit den äußeren Rahmen durch derartige Verbindungsstäbe verbunden. Der Zuleitungsrahmen ist daher frei von Verformung während des Zuleitungsumfor­ mens und fördert dabei die Miniaturisierung der Halbleiter- Bauelemente.

Verschiedene Abwandlungen sind nach dem Studium der Lehre der vorliegenden Offenbarung für den Fachmann möglich, ohne den Schutzumfang derselben zu verlassen.

Claims (19)

1. Zuleitungsrahmen, umfassend:
einen Verbindungsstab, der über einen Zulei­ tungsumformabschnitt mit einem Elementbestückungsab­ schnitt zum Bestücken mit einem Halbleiter-Bauelement verbunden ist;
einen äußeren Rahmen, der Positionierungslö­ cher aufweist, wobei der Verbindungsstab mit dem äu­ ßeren Rahmen verbunden ist; und
einen in dem Verbindungsstab enthaltenen ver­ formbaren Abschnitt zum Verhindern, daß der äußere Rahmen sich verformt.

2. Zuleitungsrahmen nach Anspruch 1, wobei der verform­ bare Abschnitt dazu ausgelegt ist, sich während des Zuleitungsumformens, bei dem der Zuleitungsumformab­ schnitt gebogen wird, zu verformen und dabei die auf den Verbindungsstab wirkende Spannung aufzunehmen.

3. Zuleitungsrahmen nach Anspruch 2, wobei der verform­ bare Abschnitt dazu ausgelegt ist, eine Kraft aufzu­ nehmen, die den Verbindungsstab gegen den Elementbe­ stückungsabschnitt zieht.

4. Zuleitungsrahmen nach Anspruch 3, wobei das Halblei­ ter-Bauelement einen Lichtkoppler umfaßt.

5. Rahmen umfassend eine Kombination von Zuleitungsrah­ men, die derart angeordnet sind, daß mit Halbleiter- Bauelementen zu bestückende Elementbestückungsab­ schnitte der Kombination übereinander angeordnet sind, und wobei die Zuleitungsrahmen jeweils umfas­ sen:
einen Verbindungsstab, mit dem die Elementbe­ stückungsabschnitte über Zuleitungsumformabschnitte verbunden sind;
einen äußeren Rahmen, der Positionierungslö­ cher aufweist, wobei der Verbindungsstab mit dem äu­ ßeren Rahmen verbunden ist; und
einen in dem Verbindungsstab enthaltenen ver­ formbaren Abschnitt zum Verhindern, daß der äußere Rahmen sich verformt.

6. Rahmen nach Anspruch 5, wobei die Elementbestückungs­ abschnitte von nur einem der Zuleitungsrahmen relativ zu den dazugehörigen Zuleitungsumformabschnitten ge­ bogen sind.

7. Rahmen nach Anspruch 6, wobei der verformbare Ab­ schnitt mit Harz vergossen ist, um hierdurch einen verstärkenden Abschnitt zu bilden, der den verformba­ ren Abschnitt daran hindert, sich nach dem Zulei­ tungsumformen zu verformen.

8. Rahmen nach Anspruch 6, wobei die Zuleitungsumformab­ schnitte gebogen werden, während sie gequetscht wer­ den, um lokal dünner gemacht und gestreckt zu werden.

9. Rahmen nach Anspruch 8, wobei der verstärkende Ab­ schnitt den verformbaren Abschnitt und einen Ab­ schnitt des äußerem Rahmens umfaßt, mit dem der ver­ formbare Abschnitt verbunden ist.

10. Rahmen nach Anspruch 9, wobei der verformbare Ab­ schnitt die Positionierungslöcher und die Elementbe­ stückungsabschnitte daran hindert, sich zu verschie­ ben, um dadurch eine vorbestimmte Beziehung der Posi­ tionen zwischen den Positionierungslöchern und den Elementbestückungsabschnitten beizubehalten.

11. Halbleiter-Bauelement, umfassend ein Paar Elementbe­ stückungsabschnitte, die mit Halbleiterelementen be­ stückt und übereinander angeordnet sind, wobei das Paar Elementbestückungsabschnitte mit Vergußharz ver­ gossen ist; mit einem Halbleiterelement verbundene Zuleitungen, die auf dem Vergußharz freiliegen, wobei nur eines der beiden Elementbestückungsabschnitte mit Bezug zu den Zuleitungen nach oben gebogen ist.

12. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 11, wobei die Zu­ leitungen auf einer Verlängerung eines unteren Teils des Vergußharzes positioniert sind.

13. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 12, wobei das Halbleiter-Bauelement einen Lichtkoppler umfaßt, der ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfind­ liches Element umfaßt, die einander gegenüberliegen.

14. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 13, wobei die Zu­ leitungen als Zuleitungsumformabschnitte umgesetzt sind, die in einem Rahmen enthalten sind, der zum Bilden von Halbleiter-Bauelementen verwendet wird, wobei der Rahmen eine Kombination von Zuleitungsrah­ men umfaßt, die jeweils umfassen:
einen Verbindungsstab, der über Zuleitungsum­ formabschnitte mit den Elementbestückungsabschnitten verbunden ist;
einen äußeren Rahmen, der Positionierungslö­ cher aufweist, wobei der Verbindungsstab mit dem äu­ ßeren Rahmen verbunden ist; und
einen in dem Verbindungsstab enthaltenen ver­ formbaren Abschnitt zum Schützen des äußeren Rahmens vor Verformung.

15. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Bauelements unter Verwendung eines Rahmens, wobei das Verfahren umfaßt:
einen Zuleitungsumformschritt, in dem die Zu­ leitungsumformabschnitte nach dem primären Vergießen mit lichtdurchlässigem Harz gebogen werden; und
einem Vergußschritt, in dem nach dem Zulei­ tungsumformschritt die in einem Zuleitungsrahmen ent­ haltenen verformbaren Abschnitte vergossen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Vergußschritt gleichzeitig wie das sekundäre Vergießen mit lichtab­ fangendem Harz und- nach dem Zuleitungsumformschritt durchgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Zuleitungsum­ formschritt das Biegen der Zuleitungsumformabschnitte umfaßt, wobei die Zuleitungsumformabschnitte ge­ quetscht werden, um hierbei die Zuleitungsumformab­ schnitte lokal dünner zu machen und zu strecken.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Zuleitungsum­ formschritt eine Stufe entsprechend einer Dicke eines unteren Teils des für das sekundäre Vergießen verwen­ deten Harzes bildet.

19. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Rahmen eine Kombination von Zuleitungsrahmen umfaßt, die jeweils umfassen:
einen Verbindungsstab, mit dem Elementbestüc­ kungsabschnitte über Zuleitungsumformabschnitte ver­ bunden sind;
einen äußeren Rahmen, der Positionierungslö­ cher aufweist, wobei der Verbindungsstab mit dem äu­ ßeren Rahmen verbunden ist; und
einen in dem Verbindungsstab enthaltenen ver­ formbaren Abschnitt zum Schützen des äußeren Rahmens vor Verformung.