DE2315711A1

DE2315711A1 - Verfahren zum kontaktieren von in einem halbleiterkoerper untergebrachten integrierten schaltungen mit hilfe eines ersten kontaktierungsrahmens

Info

Publication number: DE2315711A1
Application number: DE2315711A
Authority: DE
Inventors: Georg Birglechner; Leonhard Botzenhardt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1974-10-03
Also published as: US3967366A; JPS49130687A; DE2315711B2

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Ld I O / I I 6 Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1

Heilbronn, den 21. 3. 1973 PT-Ma/sr - HN 72/51

"Vei'fahren zum Kontaktieren von in einem Halbleiterkörper untergebrachten integrierten Schaltungen mit Hilfe eines ersten

KontaktierunRsrahmens"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren von in einem Halbleiterkörper untergebrachten integrierten Schaltungen mit Hilfe eines ersten Kontaktierungsrahmens, der eine Vielzahl vom Rahmen ausgehende, nach innen ragende Kontaktierungszungen aufweist und einem zweiten kleineren Kontaktierungsrahmen, mit gleichfalls einer Vielzahl nach innen ragender Kontaktierungszungen.

Bisher ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Halbleiterkörper auf eine Zunge eines Kontaktierungsstreifens aufgesetzt wird. Danach werden die Anschlußelektroden des Halbleiterkörpers über dünne Drähte mit weiteren Zungen des Kontaktierungsstx-eifens elektrisch leitend verbunden. Die

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Verbindungen werden mit Hilfe des bekannten Thermokompressionsverfahrens hergestellt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß praktisch alle Verbindungsstellen manuell und nacheinander hergestellt werden miisseii.

Ferner ist ein Kontaktierungsverfahren bekannt, bei dem die Elektroden eines Halbleiterkö'rpers zunächst drahtfrei "mit den freien Enden der in das Innere eines Kontaktxerungsrahmens ragenden Zungen verbunden werden» Danach wird dieser erste Kontaktierungsrahmen auf einen zweiten, größeren Kontaktierungsrahmen so einjustiert, daß die dem Rahmen zugewandten Enden der Zungen des ersten Kontaktxerungsrahmens mit den freien Enden der Zungen des zweiten Kontaktxerungsrahmens elektrisch leitend verbunden werden-, können. Die die Zungen umgebenden Rahmenteile des ersten Rahmens müssen dann noch abgetrennt werden. Nach dem Einbetten des Halbleiterkörpers und der Verbindungsstellen in ein Gehäuse werden die Rahmenteile des zweiten Kontaktierung sr ahrnens so aufgetrennt, daß voneinander isolierte, ins Gehäuseinnere ragende Anschlußleitungen zurückbleiben. Dieses bekannte Verfahren hat den wesentlichen Nachteil, daß die im Halbleiterkörper erzeugte Wärme nur äußerst schlecht abgeführt wird. Bau-

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elemente mit höherer Leistung können daher auf diese Weise nicht kontaktiert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktierungsverfahren anzugeben, mit dessen Hilfe integrierte Halbleiterschaltungen rasch und einfach kontaktiert werden können und in dessen Folge die im Halbleiterkörper erzeugte Verlustleitstung rasch abgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einen Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Halbleiterkörper mit seiner Rückseite auf einem im ersten Hontaktierungsrahirien zentral angeordneten Trägerteil befestigt wird, daß danach der zweite Rahmen so auf den Halbleiterkörper einjustiert wird, daß die freien Enden der Zungen dieses Rahmens mit den Aiischlußelektroden des Halbleiterkörpers und der Rahmen selbst oder am Rahmen angrenzende Teile der Zungen mit den freien Enden der Kontaktxerungszungen des ersten Rahmens verbunden werden können, daß nach der Herstellung aller Verbindungsstellen der zweite Rahmen so aufgetrennt wird, daß die Zungen des ersten Rahmens an ihren freien Enden voneinander getrennt sind, daß der Halbleiterkörper und die genannten Verbindungsstellen mit einem Gehäuse umgeben werden, und daß schließlich der erste Rahmen so aufgetrennt wird, daß die Zungen dieses Rahmens voneinander isolierte

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ins Gehäuseinnere führende Anschlußleitungen an die integrierte Halbleiterschaltung bilden»

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, daß das Trägerteil für den Halbleiterkörper im ersten Kontakt ierungsr ahmen so ausgebildet werden kann, daß über dieses Trägerteil die im Halbleiterkörper entstehende Wärme rasch abgeführt wird. Das Trägerteil ist beispielsweise ein breiter, im Inneren des ersten Rahmens verlaufender Steg, der zwei einander gegenüberliegende Seitenteile dieses Rahmens miteinander verbindet."

Die Kontaktierungsrahmen und die Zungen werden vorzugsweise in großer Anzahl hintereinander angeordnet und in ein fortlaufendes Metallband eingeätzt bzw₀ eingestanzt« Beide Kontaktierungsrahmen sind vorzugsweise verzinnte Die Verbindungsstellen zwischen den Elektroden des Halbleiterkörpers und den Zungen des zweiten Rahmens sowie zwischen dem zweiten Rahmen und den Zungen des ersten Rahmens können in beliebiger Reihenfolge durch Löten hergestellt werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der zweite Rahmen nicht ganz exakt auf den ersten Rahmen einjustiert werden muß_s sondern

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eine Fehljustierung um eine halbe Zungenbreite in Kauf genommen werden kann. Die Kontaktierungszungen des zweiten Rahmens werden vorzugsweise so vorgeprägt, daß durch, ihren Verlauf der Höhenunterschied zwischen den Anschlußelektroden des Halbleiterkörpers und den Zungen des ersten Rahmens ausgeglichen wird» Durch dr.ese Vorprägung werden mechanische Schädigungen durch temperaturbedingte Dehnungen vermieden, .da diese durch den Prägebogen ausgeglichen werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren und seine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird im folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 noch näher erläutert.

In der Figur 1 ist der zweite Kontakt!erungsrahmen 1 dargestellt. Dieser Rahmen wurde in ein Metallband eingeätzt, das beispielsweise aus einer 35 bis 50 /um starken Kupferfolie besteht. Der Kontaktierungsrahmen 2 weist in das Innere des Rahmens ragende Zungen 3 auf, deren freie Enden 6 zum drahtfreien Anschluß an die Elektroden eines Halbleiterkörpers vorgesehen sind. Der Rahmen 2 ist durch schmale Stege k mit den äußeren Seitenstegen des Metallbandes 1 und den Querstegen 5 verbunden. Durch die weitgehende Freiätzung des Rahmens kann dieser Rahmen sehr leicht aus der Trägerfolie 1 herausgenommen werden. Bei dem in der Figur 1 dargestellten

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Herstellungsstadium wurden die Anschlußzungen 3 bereits durch einen Prägevorgang so mit einem Prägebogen versehen, daß die Enden 6 über die vom Rahmen 2 gebildete Fläche hochragen. Vor oder nach der Prägung werden der Rahmen 2 und die zugeordneten Zungen 3 vorzugsweise verzinnt.

In der Figur 2 ist der größere, erste Kontaktierungsrahm.en dargestellt, der beispielsweise in ein ca. 250 ,um/dickes-Kupferband eingeätzt oder eingestanzt wurde. Auch dieser Rahmen weist nach innen ragende Anschlußzungen 8 auf, die sich außerhalb des Rahmens in den Anschlußzungen 12 fortsetzen. Durch das Innere des Rahmens 7 verläuft parallel oder senkrecht zur Richtung der Kontaktierungszungen ein Trägerteil 9, das die beiden einander gegenüberliegenden Seitenteile 13 des Rahmens miteinander verbindet und sogar über die Seitenteile hinausragt. Das Trägerteil 9 ist relativ breit ausgebildet, so daß die im Halbleiterkörper entstehende Wärme gut abgeführt wird. Der Rahmen 7 wird völlig oder teilweise verzinnt (lO). Danach wird der Halbleiterkörper 11 auf das Trägerteil 9 mit seiner Rückseite mit Hilfe des Zinns (lO) aufgelötet. Auf der Vorderseite des Halbleiterkörpers sind die meist aus Gold bestehenden AnschlußeMkfcroden l4 des Halbleiterkörpers erkennbar. Die in das

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Innere des Rahmens ragenden Zungen 8 sind so geformt, daß die freien Enden dieser Zungen möglichst in unmittelbarer Nähe der zugeordneten Anschlußelektroden des Halbleiterkörpers enden.

Die Stegetyin Figur 1 werden nun durchgetrennt und der zweite Rahmen 2 wird aus seinem Ti-ägerstreifen herausgenommen und in der in der Figur 3 dargestellten Weise auf die Eleictx-oden des Halbleiterkörpers einjustiert. Dabei kommen die freien Enden 6 der Zungen 3 mit den Elektroden ΐΛ in Berührung, während der Rahmen 2 quer über die freien Enden der Zungen S im ersten Rahmen verläuft. Nach der Justierung wird beispielsweise auf den Rahmen 2 und die Zungenenden 6 ein Stempel aufgesetzt, der so erhitzt wird, daß sowohl die Zungenenden 6 mit den Elektroden lA als auch der Rahmen 2 mit den Zungen 8 fest verbunden werden. Es ist auch möglich, daß die Verbindungsstellen an die Halbleiterelektroden bzw. an den * Enden der Zungen 8 nacheinander in beliebiger Reihenfolge hergestellt werden. Da beide Rahmen bereits verzinnt sind, dient dieses Zinn an den Stellen 15 als Verbindungsmaterial zwischen den Rahmenteilen.

Gemäß der Figur k wird der Rahmen 2 an den die Zungen 8 überbrückenden Teilen durchgetrennt. Dies geschieht mit einem

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Messer, einer Schere oder einem Meißel. Verwendet man beispielsweise einen Schnei ein ei C el, so- "werden die über die Zungen hinausragenden Teile des Rahmens 2 bei dem Freischiieideprozess zugleich nach unten abgebogen, so daß keine Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Zungen möglich sind.

Schließlich wird gemäß Figur 5 der Halbleiterkörper und ■alle Verbindungsstellen in ein Kunststoffgehäuse 17 eingegossen. Danach müssen noch die zwischen den Zungen 8 verbleibenden Teile der Verbindungsstege 13 (Fig, 4) sowie die äußeren Seitenstege l8 abgetrennt werden. Die Anschlußleitungen 12 können danach noch gemäß Figur 5 umgebogen werden und bilden somit steckbare Schaltungsanschlüsse. Die aus dem Gehäuse herausragenden Enden des Trägerteils 9 sind die Kühlf*.hnen der integrierten Iialbleitersch altungen und können mit weiteren Kühlflächen verbunden werden.

Ein Vorteil des Erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch darin, daß nicht vergoldete,.sondern nur verzinnte Kontaktierungsrahmen verwendet werden. Dadurch können die Kosten der Metallstreifen erheblich reduziert werden. Die Breite des zweiten Rahmens liegt bei ca. 0, 5 cm, während die Breite des ersten Rahmens beispielsweise in der Größenordnung

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von 2 cn ,liegt. Die Zungen des zweiten Rahraens sind beispielsweise nur 0,2 mm breit.

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Claims

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Patentansprüche

iJ/Verfahren zum Kontaktieren von in einem Halbleiterkörper untergebrachten integrierten Schaltungen mit Hilfe eines ersten Kontaktierungsrahmens, der eine Vielzahl vom Rahmen ausgehende, nach innen ragende Kontaktierungszungen aufweist und einem zweiten kleineren Kontaktierungsrahmen, mit gleichfalls einer Vielzahl nach innen ragender Kontaktierungszungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mit seiner Rückseite auf einem im ersten Kontaktierungsrahmen zentral angeordneten Trägerteil-befestigt wird, daß danach der zweite Rahmen so auf den Halbleiterkörper einjustiert wird, daß die freien Enden der Zungen dieses Rahmens mit den Anschlußelektroden des Halbleiterkörpers und der Rahmen selbst oder am Rahmen angrenzende Teile der Zungen mit den freien Enden der Kontaktierungszungen des ersten Rahmens verbunden werden können, daß nach der Herstellung aller Verbindungsstelleader zweite Rahmen so aufgetrennt wird, daß die Zungen des ersten Rahmens an ihren freien Enden voneinander getrennt sind, daß der Halbleiterkörper und die genannten Verbindungsstellen mit einem

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Gehäuse umgeben werden, und daß schließlich der erste Rahmen so aufgetrennt wird, daß die Zungen dieses Rahmens voneinander isolierte ins Gehäuseinnere führende Anschlußleitungen an die integrierte Halbleiterschaltung bilden.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontalctierungsrahmen und die Zungen in großer Anzahl in ein fortlaufendes Metallband eingeätzt werden.
3) Vei'fahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontaktierungsrahmen so in ein Metallband eingeätzt wird, daß der Rahmen nur durch schmale Stege mit den äußeren Seiten- und Querstegen des Metallbandes verbunden bleibt.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontalctxerungszungen des zweiten Rahmens so vorgeprägt werden, daß durch ihren Verlauf der Höhenunterschied ziiischen den Anschlußelektroden des Halbleiterkörpers und den Zungen des ersten Rahmens ausgeglichen wird.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Halbleiterkörper aufnehmende Trägerteil so ausge-

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bildet ist, daß über dieses Trägerteil die im Halbleiterkörper entstehende Wärme rasch abgeführt werden kann.
6) Verfahren nach Anspruch 5s dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil zentral.im Inneren des ersten Rahmens verläuft und zwei einander gegenüberliegende Seitenteile des Rahmens miteinander verbindet.
7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen aller Verbindungsstellen in beliebiger Reihenfolge, die zwischen den Zungen des ersten Rahmens verlaufenden Teile des zweiten Rahmens mit einer Schere oder einem Messer durchgetrennt und die über die Zungen des
ersten Rahmens überstehenden Teile nach der einen oder
anderen Seite umgebogen werden.
8) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsrahmen verzinnt werden.
9) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch Umgießen oder Umspritzen des Halbleiterkörpers und der Verbindungsstellen mit einem Kunststoff gebildet wird.

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