DE4021872C2 - Hochintegriertes elektronisches Bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hochintegriertes elektronisches Bau­ teil bestehend aus einem mit einem Anschlußleiterrahmen (lead frame) kontaktierten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffge­ häuse umgeben ist, aus dem Anschlußbeine herausragen, wobei der Anschlußleiterrahmen durch einen isolierenden, auf geklebten, streifenförmigen Stabilisierungsrahmen mechanisch stabilisiert ist.

Hochintegrierte elektronische Bauteile weisen eine Vielzahl von Anschlußbeinen auf, mit denen sie in einer elektrischen Schal­ tung verlötbar oder in einen zugehörigen Sockel einsteckbar sind. Die Anschlußbeine sind regelmäßig die aus dem Gehäuse herausragenden, regelmäßig abgebogenen freien Enden der Leiter­ bahnen des Anschlußleiterrahmens. Diese Leiterbahnen laufen zum zentral angeordneten Halbleiterchip aufeinander zu, wobei sowohl die Breite der Leiterbahnen als auch ihr Abstand zueinander verkleinert wird, um möglichst nahe an die Anschlußfelder des Halbleiterchips heranzukommen, mit denen die inneren Enden der Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens regelmäßig durch übliche Bonddrähtchen elektrisch verbunden werden.

Bei einer hohen Anzahl von Anschlüssen des Halbleiterchips und demgemäß einer hohen Anzahl von Anschlußbeinen des hochinte­ grierten elektronischen Bauteils verläuft eine entsprechende Vielzahl von Leiterbahnen des Anschlußrahmens in der horizonta­ len Ebene. Die durch die geringe Breite der Leiterbahnen und ihrer geringen Dicke verursachte Instabilität kann dadurch ver­ ringert werden, daß im äußeren Bereich der Leiterbahnen ein Stabilisierungsrahmen aufgeklebt wird, der aus einem isolieren­ den Material besteht und mit einem isolierenden Kleber auf die Leiterbahnen aufgeklebt wird. Die Funktion des Stabilisierungs­ rahmens ist insbesondere vor einem üblicherweise erfolgenden Vergießen der gesamten Anordnung zu dem Kunststoffgehäuse von Bedeutung. Vergleichbare Anordnungen sind beispielsweise aus Patents Abstracts of Japan, 1989, Vol. 13, No. 378, E-809 (JP 1-128 533 A.) sowie aus US 4 951 119 bekannt.

Hochintegrierte elektronische Schaltkreise lassen sich mit einer riesigen Anzahl von elektronischen Halbleiter-Bauelementen auf kleinstem Raum erstellen. Aus physikalischen Gründen ist es nicht möglich, alle für eine elektrische Schaltung erforderli­ chen Bauelemente in den Halbleiterchip zu integrieren. Probleme entstehen insbesondere mit Kondensatoren, die eine gewisse Min­ destkapazität aufweisen müssen. Mit solchen Kondensatoren werden die hochintegrierten elektronischen Bauelemente regelmäßig ex­ tern beschaltet. Die externe Beschaltung hat den Nachteil, daß das hochintegrierte elektronische Bauteil nicht als autarkes Bauteil funktionstüchtig ist, so daß die Ergänzung der Schaltung beim Anwender vorgenommen werden muß, dabei Zeit erfordert und Fehlerquellen erschließt. Darüber hinaus steht die externe Be­ schaltung einer Miniaturisierung entgegen.

Aus DD 2 78 227 A1 ist es bekannt, bei einem Dual-in-Line Schalt­ kreis, also einem Schaltkreis mit einem relativ niedrigen Inte­ grationsgrad und einer niedrigen Anzahl von Anschlüssen, einen Stützkondensator auf zwei benachbarte Leiterbahnen aufzukleben und in das Bauteil zu integrieren. Hierfür ist ein Abstand zwi­ schen den Leiterbahnen in der Größe des Bauteiles erforderlich.

Das hochintegrierte elektronische Bauteil der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ bilisierungsrahmen mit mit Leiterbahnen fluchtenden Schlitzen versehen ist, daß auf den Stabilisierungsrahmen wenigstens ein sich über eine Mehrzahl von Leiterbahnen erstreckendes Kleinbau­ element aufgebracht ist, das mit Anschlußflächen mittels eines leitenden Klebers durch die Schlitze hindurch mit Leiterbahnen kontaktiert ist und daß die Leiterbahnen des Anschlußrahmens unterhalb der Schlitze breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen.

Bei dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bau­ teil übernimmt der Stabilisierungsrahmen somit nicht nur eine übliche mechanische Stabilisierungsfunktion sondern erlaubt auch die Anbringung von Kleinbauelementen, insbesondere Chipkonden­ satoren, auf dem Anschlußleiterrahmen und somit in dem Gehäuse des hochintegrierten elektronischen Bauteils. Der Stabilisie­ rungsrahmen sorgt für die zuverlässige Isolierung des Kleinbau­ teils von den überquerten Leiterbahnen und für die Kontaktierung mit den (regelmäßig 2) Leiterbahnen durch die in dem Stabilisie­ rungsrahmen vorgesehenen Schlitze hindurch mittels eines lei­ tenden Klebers. Die Kontaktierung des Kleinbauteils wird dadurch erleichtert, daß die Leiterbahnen des Anschlußrahmens unterhalb der Schlitze des Stabilisierungsrahmens breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen. Dadurch können auch die Schlitze in einer entsprechenden Breite ausgeführt sein, so daß Kontak­ tierungsprobleme durch die Schlitze hindurch verringert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bau­ teil ist somit das Problem gelöst, nicht integrierte oder nicht integrierbare Kleinbauteile mit dem Halbleiterchip bzw. seinen Anschlüssen zu einem einheitlichen Bauteil in einem einzigen Gehäuse elektrisch kontaktiert zu vereinigen. Eine externe Be­ schaltung mit diesen Kleinbauteilen ist somit nicht erforder­ lich.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Sta­ bilisierungsrahmen schräg verlaufende, senkrecht zu den darunter liegenden Leiterbahnen ausgerichtete Eckstücke auf, wobei das wenigstens eine Kleinbauelement auf einem schräg verlaufenden Eckstück angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, die Schlitze für ein Kleinbauelement parallel zueinander auszurich­ ten und parallel zu den darunter liegenden Leiterbahnen verlau­ fen zu lassen. Dies ist insbesondere im Eckbereich des Anschluß­ rahmens möglich, da hier der Platz zur Verfügung steht, die strahlenförmig vom Halbleiterchip nach außen verlaufenden Lei­ terbahnen abschnittsweise parallel laufen zu lassen, wo hingegen in den übrigen Bereichen die Leiterbahnen noch schräg geführt werden, um zum Rand hin einen genügenden Abstand der Anschluß­ beine voneinander zu ermöglichen, um für das Anschließen der Anschlußbeine durch Verlöten o. ä. keine unüberwindlichen Schwierigkeiten entstehen zu lassen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Anschlußleiterrahmen mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen und darauf angeordneten Chipkondensatoren;

Fig. 2 die Draufsicht gemäß Fig. 1 mit einer Verdeutlichung des Verlaufs der Leiterbahnen unterhalb des Stabilisie­ rungsrahmens und ohne aufgesetzte Kleinbauteile;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Verlauf der Leiter­ bahnen des Anschlußleiterrahmens in einer Ecke des Anschlußleiterrahmens;

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 3 mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen;

Fig. 5 die Anordnung aus Fig. 4 mit einem auf gebrachten Chip­ kondensator;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung des Chipkon­ densators zur Verdeutlichung der Kontaktierung mit Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens durch Schlitze des Stabilisierungsrahmens hindurch.

Fig. 1 zeigt einen Anschlußleiterrahmen 1, wie er üblicherweise zur Produktion eines hochintegrierten elektronischen Bauteils verwendet wird. Der Anschlußleiterrahmen weist ausgestanzte, ge­ ätzte oder durch Laserschneiden voneinander getrennte Leiter­ bahnen 2 auf, die sich strahlenförmig mit einem Abstand von einem Rand einer Aufnahmefläche 3 für einen Halbleiterchip nach außen erstrecken und in verbreiterte Anschlußbeine 4 übergehen, die in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand des Anschlußleiterrahmens 1 noch durch einen Verbindungssteg 5 miteinander verbunden sind, um einen stabilen, gut handhabbaren Anschlußleiterrahmen 1 zur Ver­ fügung zu haben. Der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 weist mehrere Durchbrüche 6 auf, die zum Transport und zum Zentrieren des Anschlußleiterrahmens 1 dienen. In Höhe der Anschlußbeine 4 wird der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt, wenn das Bauteil vergossen worden ist.

Im äußeren Bereich der Leiterbahnen 2, jedoch mit Abstand von den Anschlußbeinen 4 ist ein im wesentlichen rechteckiger oder quadratischer Stabilisierungsrahmen 7 auf die Leiterbahnen 2 auf­ geklebt. Da hierdurch kein Kurzschluß zwischen den Leiterbahnen 2 verursacht werden darf, besteht der Stabilisierungsrahmen 7 aus einer dünnen isolierenden Folie, und ist die Verklebung mit einem isolierenden Kleber erfolgt.

Der Stabilisierungsrahmen 7 weist schräg verlaufende Eckstücke 8 auf, auf denen Chipkondensatoren 9 angeordnet sind.

Wie Fig. 2 verdeutlicht, sind in den schrägstehenden Eckstücken 8 jeweils 2 parallel zueinander stehende Schlitze 10 angeordnet, durch die hindurch die Kontaktierung der Chipkondensatoren 9 mit unter den Schlitzen befindlichen Leiterbahnen 2 erfolgt.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, verlaufen die Leiterbahnen 2 im Eck­ bereich über einen radialen Abschnitt parallel zueinander. Zwei Leiterbahnen 2′ sind in diesem Bereich mit einer größeren Breite als die benachbarten Leiterbahnen ausgebildet. Diese Leiterbahnen 2′ sind zur Kontaktierung mit dem Chipkondensator 9 vorgesehen. Daher befinden sich über ihnen und parallel zu ihren entsprechen­ den Abschnitten die Längsschlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7, durch die hindurch die Kontaktierung der End-Anschlußflächen des Chipkondensators 9 erfolgt, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist.

Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 im kontaktierten Zu­ stand des Chipkondensators 9, dessen Anschlußflächen 11 in dieser Fig. 5 gut erkennbar sind.

Fig. 6 verdeutlicht in einer stark vergrößerten Darstellung die Position des Chipkondensators 9 mit seinen End-Anschlußflächen 11 auf dem Stabilisierungsrahmen 7, der die Leiterbahnen 2 in diesem Bereich senkrecht zu der Längserstreckung der Leiterbahnen 2 übergreift. Durch die Schlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7 hindurch ist die Kontaktierung mit einem leitenden Kleber 12 er­ folgt, der vorzugsweise ein silbergefüllter Epoxykleber ist. Fig. 6 läßt auch erkennen, daß die unterhalb der Anschluß­ flächen 11 und unterhalb der Schlitze 10 befindlichen Leiter­ bahnen 2′ eine größere Breite aufweisen als die benachbarten Leiterbahnen 2.

Nach dem Vergießen der Anordnung gemäß Fig. 1 zu einem (nicht dargestellten) Gehäuse werden die nicht mehr benötigten Rand­ teile des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt und die aus dem Gehäuse herausragenden Anschlußbeine 4 gegebenenfalls gebogen, wodurch die Herstellung des hochintegrierten elektronischen Bauteils mit in das Gehäuse integrierten Chipkondensatoren 9 abgeschlossen ist.

Claims (3)

1. Hochintegriertes elektronisches Bauteil bestehend aus einem mit einem Anschlußleiterrahmen (1) (lead frame) kontak­ tierten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffgehäuse umgeben ist, aus dem Anschlußbeine (4) herausragen, wo­ bei der Anschlußleiterrahmen (1) durch einen isolieren­ den, aufgeklebten, streifenförmigen Stabilisierungsrah­ men (7) mechanisch stabilisiert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stabilisierungsrahmen (7) mit mit Leiter­ bahnen (2′) fluchtenden Schlitzen (10) versehen ist, daß auf den Stabilisierungsrahmen (7) wenigstens ein sich über eine Mehrzahl von Leiterbahnen (2, 2′) er­ streckendes Kleinbauelement (9) aufgebracht ist, das mit Anschlußflächen (11) mittels eines leitenden Klebers (12) durch die Schlitze (10) hindurch mit Leiterbahnen (2′) kontaktiert ist und daß die Leiterbahnen (2′) des Anschlußleiterrahmens (7) unterhalb der Schlitze (10) breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen (2).

2. Hochintegriertes elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinbauteil ein Chip- Kondensator (9) ist.

3. Hochintegriertes elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabili­ sierungsrahmen (7) schräg verlaufende, senkrecht zu den darunterliegenden Leiterbahnen (2, 2′) ausgerichtete Eckstücke (8) aufweist und daß das wenigstens eine Kleinbauteil (9) auf einem schräg verlaufenden Eckstück (8) angeordnet ist.