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Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil mit oberflächenmontierbarem Gehäuse mit Flachleiterstücken auf der Unterseite des Gehäuses, die in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet sind, wobei mindestens eine Außenkontaktfläche der Flachleiterstücke frei von Kunststoffgehäusemasse gehalten ist. Derartige Gehäuse werden auch ”lead-less packages” genannt.
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Bisher werden derartige oberflächenmontierbare Gehäuse auf eine Leiterplatte einer übergeordneten Schaltung platziert. Dazu sind entsprechende Kontaktanschlussflächen, die in Größe, Anordnung und Form den Flachleiterstücken bzw. Außenkontaktflächen der Flachleiterstücke, entsprechen und frei von Kunststoffgehäusemasse gehalten, sind, auf den Leiterplatten vorgesehen. Die oberflächenmontierbaren Gehäuse werden derart ausgerichtet, dass zwischen beiden Flächen eine Weichlotverbindung, beispielsweise aus SnPb oder SnAgCu in einem Lötvorgang realisiert werden kann.
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Die zunehmende Miniaturisierung der Bauelemente zwingt zu fortlaufender Verminderung der Lotmenge, die für diese Verbindungen zur Verfügung steht. Da die Gehäuse der Halbleiterbauteile und die Leiterplatten aus verschiedenen Materialien bestehen, ergeben sich bei thermischen Belastungen Scherspannungen, die auf die Verbindungen zwischen Halbleiterbauteil bzw. den Außenkontaktflächen und den Weichlotverbindungen der Halbleiterbauteile mit den Kontaktanschlussflächen der Leiterplatten wirken. Diese Scherspannungen können zum vollständigen Versagen der Gesamtschaltung beitragen, wenn eine dieser Lotverbindungen aufgrund der thermischen Belastungen unterbrochen wird.
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Ursache dieser thermischen Belastungen sind die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten (CTE coefficient of thermal expansion), die für Halbleiterchips aus Silizium etwa bei 3 ppm/°C, für die Kunststoffgehäusemasse bei 10 ppm/°C, für Kupfer bei etwa 18 ppm/°C und für das Leiterplattenmaterial bei etwa 18 ppm/°C liegen. Jede Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen der Leiterplatte und dem zu montierenden Bauteil führt zu derartigen Scherspannungen in der zwischen Bauteil und Leiterplatte liegenden Lötstelle.
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Steigt die Anzahl der Temperaturzyklen an, so führt dieses zu einem Ermüden der Lötstelle und damit kann ein Ausfall des Bauelements bzw. eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen Halbleiterbauelement und Leiterplatte auftreten. Diese Gefahr wird noch vergrößert, wenn die Lotvolumina vermindert werden und gleichzeitig die Größe der Gehäuse in ihren absoluten Abmessungen zunehmen. Dieses wirkt sich besonders bei den oben erwähnten oberflächenmontierbaren Gehäusen mit Flachleiterstücken aus, so dass ihr Einsatzbereich aufgrund der unzuverlässigen Oberflächenmontagemöglichkeiten begrenzt ist.
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Aus der Druckschrift
US 5,805,424 A sind erste und zweite elektronische Teile bekannt, die durch einen nicht leitenden Film mit Nanoporen mechanisch verbunden sind und zusammengehalten werden. Dieser Film weist metallgefüllte Nanoporen auf, die sich durch die Dicke des Filmes erstrecken, so dass die beiden Teile durch das Metall zumindest in einigen der Poren kontaktiert werden, wobei der Film einen Polymerfilm umfasst. Der Nachteil dieser Konstruktion ist es, dass die metallgefüllten Nanoporen nicht gezielt einem der beiden Teile zugeordnet werden können und nicht auf einem der beiden Teile fixiert sind, sondern die Kontaktierung mehr oder minder dem Zufall überlassen wird, so dass gerade zwischen den beiden Teilen eine oder auch mehrere mit Metall gefüllte Nanoporen positioniert sind, die erst dann einen elektrischen Druckkontakt herstellen, wenn ein entsprechender Anpressdruck auf die ersten und zweiten elektronischen Teile ausgeübt wird. Somit stellen die mit einem Metall gefüllten Nanoporen eines Polymerfilms keine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den elektrisch zu verbindenden Teilen bereit, wobei die Abhängigkeit von dem Zufall, welcher Bereich der Folie mit wie vielen Nanoporen gerade in den Kontaktierungsbereich zwischen zwei Teile fällt, keine zuverlässige Verbindung gewährleistet, selbst wenn thermische Scherspannung bei dieser auf einer Druckkontaktgabe basierenden Verbindungstechnik keine Rolle spielt.
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Die
US 6,188,582 B1 befasst sich mit dem Problem unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten von Halbleiterchip und Leiterplattenmaterial und gibt als Lösung eine Verbindung von Chip und Leiterplatte durch ein flexibles Faserbündel an.
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Aus der
DE 694 21 750 T2 ist es bekannt, für Verbindungen zwischen einem Package mit Flachleiterrahmen und einer Leiterplatte in einem Klebstoff dispergierte leitfähige Teilchen zu verwenden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halbleiterbauteil mit oberflächenmontierbarem Gehäuse und Außenkontaktflächen auf der Unterseite des Gehäuses zu schaffen, bei dem die Gefahr des Abrisses der Verbindung bei thermischer Belastung vermindert ist.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterbauteil mit oberflächenmontierbarem Gehäuse mit Flachleiterstücken auf der Unterseite des Gehäuses, die in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet sind, geschaffen, wobei mindestens eine Außenkontaktfläche der Flachleiterstücke auf der Unterseite des Gehäuses frei von Kunststoffmasse ist. Die Außenkontaktflächen ihrerseits weisen eine strukturierte, lötbare Beschichtung auf, wobei die Struktur der Beschichtung einer einzelnen Außenkontaktfläche eine Vielzahl von elektrisch leitenden und mechanischelastischen Kontaktelementen aufweist, die auf der Außenkontaktfläche angeordnet sind. Die Kontaktelemente sind in Durchgangsöffnungen einer strukturierten Kunststofffolie angeordnet, wobei die Dicke der Kunststofffolie der Dicke der strukturierten Beschichtung entspricht. Die Folie ist lediglich in den Bereichen strukturiert, in denen eine Vielzahl von Kontaktelementen für entsprechende Außenkontaktflächen zur Verfügung zu stellen ist. In ihrer flächigen Erstreckung entspricht die Folie der flächigen Erstreckung der Unterseite des Halbleiterbauteils und in den Positionen der Außenkontaktflächen weist sie jeweils eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen mit darin angeordneten Kontaktelementen pro Außenkontaktfläche auf.
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Dieses Halbleiterbauteil hat den Vorteil, dass die Außenkontaktflächen auf der Unterseite des Halbleiterbauteils eine Vielzahl elektrisch leitender und mechanischelastischer Kontaktelemente aufweist, die einer Auslenkung durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen der zu verbindenden Teile folgen können, ohne zu ermüden und ohne zu reißen. Somit wird eine sonst massive Lötstelle, die bei thermischer Wechselbelastung zu Ermüdungserscheinungen neigt, durch eine Vielzahl wesentlich kleinerer, einzelner Verbindungen zwischen einem Halbleiterbauteil mit oberflächenmontierbarem Gehäuse und einer Leiterplatte ersetzt.
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Dabei bilden die Kontaktelemente die strukturierte Beschichtung und können vorzugsweise auf die Außenkontaktflächen des Halbleiterbauteils auf der Unterseite des Gehäuses auflegiert oder aufgelötet sein. Für ein Auflegieren oder Auflöten werden die Kontaktelemente in einer Kunststofffolie gehalten, die entsprechende Durchgangsöffnungen aufweist, welche mit den Kontaktelementen aufgefüllt sind. Dabei können die Kontaktelemente vorzugsweise eine Säulenform und/oder eine Rippenform aufweisen, so dass eine zuverlässige Verbindung mit den Außenkontaktflächen des oberflächenmontierbaren Gehäuses möglich ist.
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Die Kunststofffolie mit Durchgangsöffnungen, welche mit den Kontaktelementen gefüllt sind, dient bei dem Bond- bzw. Löt- oder Legierungsvorgang gleichzeitig als Halter, um die Vielzahl der Kontaktelemente für jede der Außenkontaktflächen des Halbleiterbauteils ausgerichtet und in Position zu halten. Dazu weist die strukturierte Kunststofffolie mit Durchgangsöffnungen die gleiche Dicke auf wie die Dicke der zu bildenden strukturierten Beschichtung auf den einzelnen Außenkontaktflächen, so dass diese Kunststofffolie auch beibehalten werden kann, wenn das Halbleiterbauteil auf einer Leiterplatte bzw. auf dem Kontaktanschlussflächen einer Leiterplatte befestigt werden soll.
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Vorzugsweise weist somit die strukturierte Kunststofffolie eine Vielzahl von mit kontaktgebendem Material gefüllte Durchgangsöffnungen auf, wobei die Vielzahl der gefüllten Durchgangsöffnungen an die Vielzahl der Kontaktelemente pro Außenkontaktfläche des Halbleiterbauteils angepasst ist. Weiterhin ist die Folie in ihrer flächigen Erstreckung der flächigen Erstreckung der Unterseite des Halbleiterbauteils angepasst und weist in den Positionen der Außenkontaktflächen jeweils eine Vielzahl von Durchkontaktöffnungen mit darin angeordneten Kontaktelementen pro Außenkontaktfläche auf.
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Ein Halbleiterbauteil, das auf seiner Unterseite eine derartige Folie aufweist, hat den Vorteil, dass nicht für jeden einzelnen Außenkontakt eine entsprechend strukturierte Beschichtung mit Hilfe einer entsprechend kleinen Folie vorzusehen ist, sondern dass eine der flächigen Erstreckung der Unterseite des Halbleiterbauteils angepasste größere Folie zur Verfügung steht, die lediglich in den Bereichen strukturiert ist, in denen eine Vielzahl von Kontaktelementen für entsprechende Außenkontaktflächen zur Verfügung zu stellen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann als strukturierte Kunststofffolie eine photolithographisch strukturierbare Schicht auf der Unterseite des Halbleiterbauteils vorgesehen sein, die eine Vielzahl mit Metall gefüllter Durchgangsöffnungen in den Bereichen der Außenkontaktflächen des oberflächenmontierbaren Gehäuses aufweist. Dabei bilden die Metallfüllungen der Durchgangsöffnungen die strukturierte Beschichtung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Montageanordnung, die ein Halbleiterbauteil entsprechend der oben beschriebenen Art und eine Leiterplatte aufweist, auf der das oberflächenmontierbare Halbleiterbauteil mit seinen Außenkontaktflächen auf entsprechenden Kontaktanschlussflächen über eine Lotschicht angeordnet ist. Bei dieser bevorzugten Montageanordnung ist zwischen der Lotschicht der Kontaktanschlussfläche und der Außenkontaktfläche die strukturierte Beschichtung aus einer Vielzahl von Kontaktelementen angeordnet. Dabei ist die Vielzahl der Kontaktelemente auf der Außenkontaktfläche des Halbleiterbauteils fixiert und gleichzeitig mit der Lotschicht auf den Kontaktanschlussflächen der Leiterplatte verlötet, während das Kunststoffmaterial einer Kunststofffolie zwischen den Kontaktelementen auf der Außenkontaktfläche angeordnet ist.
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Diese Montageanordnung hat den Vorteil, dass durch das Kunststoffmaterial, das zwischen den Kontaktelementen eingeschlossen bleibt, dafür Sorge getragen wird, dass kein Lotmaterial der Lotbeschichtung der Kontaktanschlussfläche der Leiterplatte die Zwischenräume zwischen den Kontaktelementen der strukturierten Beschichtung der Außenkontaktflächen auffüllt und dadurch eventuell die Elastizität und Biegsamkeit der Kontaktelemente der strukturierten Beschichtung behindert bzw. vollständig außer Kraft setzt. Deshalb ist als Kunststoffmaterial bzw. Kunststofffolie mit Kontaktelementen in ihren Durchgangsöffnungen ein Material vorgesehen, das äußerst nachgiebig und annährend gummielastisch ist. Die Kontaktelemente ihrerseits können sowohl elastisch als auch plastisch verformbar sein und sind derart filigran gestaltet, dass sie bei thermischer Wechselbeanspruchung eine geringere Ermüdungsversprödung aufweisen.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden und mechanisch elastischen Kontaktelementen auf Außenkontaktflächen der Unterseite des Halbleiterbauteils weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf.
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Zunächst wird eine Kunststofffolie mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen hergestellt, wobei die Anzahl, Anordnung und Größe der Durchgangsöffnungen der Vielzahl von Kontaktelementen auf den Außenkontaktflächen angepasst ist. Anschließend werden die Durchgangsöffnungen in der Folie mit elektrisch leitendem Material der Kontaktelemente, die von der Folie in Position gehalten werden, aufgefüllt. Anschließend wird die Folie ausgerichtet und auf die Unterseite des Halbleiterbauteils mit seinen Außenkontaktflächen aufgebracht. Schließlich erfolgt ein Auflegieren oder Auflöten der Kontaktelemente auf die Außenkontaktflächen des Halbleiterbauteils unter Zuhilfenahme der Folie, die während des Auflegierens und/oder Auflötens die in den Durchgangsöffnungen angeordneten Kontaktelemente stützt.
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Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Strukturierung der erfindungsgemäßen Beschichtung der Außenkontaktflächen des oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils mit einer Vielzahl von Kontaktelementen relativ preiswert und einfach in einem Parallelprozess herstellbar wird. Ferner hat dieses Verfahren den Vorteil, dass es Halbleiterbauteile bereit stellt, die unabhängig zunächst von übergeordneten Schaltungsplatinen gelagert werden können und jederzeit vom Kunden abgerufen werden können.
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Schließlich hat das Verfahren den Vorteil, dass die Kontaktelemente bereits auf den Außenkontaktflächen fixiert sind und nicht erst vom Kunden, wie im Stand der Technik, justiert und ausgerichtet werden müssen. Somit werden Justage und andere Probleme vom Kunden ferngehalten, so dass er das Halbleiterbauteil so einsetzen kann wie bisher ein Standardhalbleiterbauteil, jedoch mit dem Vorteil, dass die Probleme der Ermüdungsversprödung in den Lotverbindungen weitgehend überwunden sind.
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Ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden und mechanisch elastischen Kontaktelemente auf Außenkontaktflächen auf der Unterseite des Halbleiterbauteils weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf.
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Zunächst wird eine photolithographisch strukturierbare Kunststoffschicht auf die Unterseite des Halbleiterbauteils aufgebracht. Anschließend wird diese Kunststoffschicht mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen durch die Kunststoffschicht zu den Außenkontaktflächen des Halbleiterbauteils durch Strukturieren der Kunststoffschicht gebildet. Schließlich werden die Durchgangsöffnungen mit dem Material der Kontaktelemente unter Verbinden der Kontaktelemente mit den Außenkontaktflächen aufgefüllt. Für das Auffüllen der Durchgangsöffnungen in der photolithographisch strukturierbaren Kunststoffschicht eignen sich besonders galvanische Abscheideverfahren oder stromlose chemische Abscheideverfahren von Metallen. Auch in diesem Fall wird die Vielzahl von Kontaktelementen auf den Außenkontaktflächen des Halbleiterbauteils durch ein Parallelverfahren hergestellt, so dass nicht jedes Kontaktelement einzeln auf die Außenkontaktfläche aufzubringen ist. Darüberhinaus werden durch die strukturierte Kunststoffschicht die Zwischenräume zwischen den Kontaktelementen vor einem Eindringen von Lotmaterial geschützt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenmontage eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden und mechanisch elastischen Kontaktelementen auf den Außenkontaktflächen auf der Leiterplatte mit Kontaktanschlussflächen, deren Anordnung und Größe den Außenkontaktflächen entsprechen. Dieses Verfahren weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf.
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Zunächst werden die Kontaktanschlussflächen auf der Leiterplatte mit einem Lotmaterial beschichtet. Anschließend wird das Halbleiterbauteil auf der Leiterplatte mit seinen Kontaktelementen, die von einem Kunststofffolienmaterial umgeben sind, ausgerichtet und aufgebracht. Schließlich erfolgt ein Anlöten der Kontaktelemente auf der Lotbeschichtung durch Aufheizen der Lotbeschichtung. Dabei schützt in vorteilhafter Weise das die Kontaktelemente umgebende Kunststofffolienmaterial die Kontaktelemente davor, vom Lotmaterial beim Lötvorgang umhüllt zu werden und damit die elastischen und nachgiebigen Eigenschaften zu verlieren.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils einer nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsform;
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Randbereich gemäß 1 unter thermischer Belastung des Halbleiterbauteils;
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3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils einer nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsform;
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils einer Ausführungsform der Erfindung;
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5 zeigt eine Montagefolie für die gleichzeitige Aufbringung einer Vielzahl von Kontaktelementen in entsprechenden Außenkontaktpositionen eines oberflächenmontierbaren Gehäuses;
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6 zeigt einen Ausschnitt einer Montagefolie mit mettallgefüllten Durchgangsöffnungen im Bereich einer Außenkontaktfläche.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils 13. Insbesondere die Randbereiche von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteilen 13 sind mit ihrer Kontaktgabe zu einer Leiterplatte 17, auf der die Halbleiterbauteile 13 angeordnet sind, besonders gefährdet, da sich in den Randbereichen die Unterschiede im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Leiterplatte 17 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 18 ppm/°C und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kunststoffgehäuses 1 von 10 ppm/°C bemerkbar machen, zumal die Randbereiche weit von der neutralen Mitte der sich gegeneinander ausdehnenden schaltungstechnischen Teile entfernt sind.
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Die Leiterplatte 17 ist in dieser Ausführungsform aus einer faserverstärkten Kunststoffplatte hergestellt, die auf ihrer Oberseite 22 eine Verdrahtungsstruktur 21 aus einer strukturierten Kupferschicht aufweist, wobei die Verdrahtungsstruktur 21 Kontaktanschlussflächen 18 aufweist, die mit einer Lotschicht 19 bedeckt sind. Über diese Lotschicht 19 ist das oberflächenmontierbare Halbleiterbauteil 13 sowohl mechanisch als auch elektrisch mit der Verdrahtungsstruktur 21 der Leiterplatte 17 verbunden.
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Dazu weist das Halbleiterbauteil 13 ein oberflächenmontierbares Gehäuse 1 auf, das von einer die Komponenten des Halbleiterbauteils 13 einbettenden Kunststoffgehäusemasse 4 gebildet wird. Auf der Unterseite 3 des Gehäuses 1, die gleichzeitig auch die Unterseite 3 der Kunststoffmasse sowie die Unterseite 16 des Halbleiterbauteils 13 darstellt, weist das Gehäuse 1 Flachleiterstücke 2 auf, von denen eine Außenkontaktfläche 5 frei von Kunststoffgehäusemasse 4 gehalten ist. Die Flachleiterstücke 2 bilden oberflächenmontierbare Außenkontakte und sind in der Kunststoffgehäusemasse 4 so weit eingebettet, dass sie lediglich im Randbereich 23 des Gehäuses 1 und auf der Unterseite 3 des Gehäuses 1 für elektrische Verbindungen zugänglich sind.
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Auf der von Kunststoffgehäusemasse 4 frei gehaltenen Außenkontaktfläche 5 des Flachleiterstückes 2 ist eine strukturierte Beschichtung 6 mit einer Dicke d angeordnet, wobei die Strukturierung der strukturierten Beschichtung 6 aus Kontaktelementen 8 und diese umgebendem Kunststoffmaterial 20 besteht. Dabei weisen die Kontaktelemente 8 eine Höhe h auf, welche der Dicke d der strukturierten Beschichtung 6 entspricht. Das Kunststoffmaterial 20, das die Zwischenräume zwischen den Kontaktelemente 8 der strukturierten Beschichtung 6 auffüllt, sorgt dafür, dass beim Auflöten der Kontaktelemente 8 auf die Lotschicht 19 kein Lotmaterial in die Zwischenräume dringt und damit die Funktion der Vielzahl von Kontaktelementen 8 gefährdet.
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Die Vielzahl von Kontaktelementen 8 in der Beschichtung 6 bewirken nicht nur eine mechanische Verbindung des Halbleiterbauteils 13 auf der Leiterplatte 17, sondern sorgen auch durch ihre Elastizität und Nachgiebigkeit dafür, dass das Halbleiterbauteil 13 auf der Leiterplatte 17 thermischen Belastungen ausgesetzt werden kann, ohne dass die dabei entstehenden Scherspannungen das Material der Kontaktelemente 8 bzw. das Material der Lotschicht 19 ermüden. Auch das Kunststoffmaterial 20 ist aus einem Elastomer, der nachgiebig den Verformungen der Kontaktelemente 8 durch thermische Belastungen folgen bzw. diesen nachgeben kann. Deutlicher wird diese Belastung und die Reaktion der strukturierten Beschichtung 6 mit der nächsten Figur.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Randbereich des Halbleiterbauteils 13 gemäß 1 unter thermischer Belastung des Halbleiterbauteils 13. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich die Leiterplatte 17 in Pfeilrichtung A stärker aus als die Kunststoffgehäusemasse 4 im Randbereich des Halbleiterbauteils 13. Durch die Vielzahl der Kontaktelemente 8 in der strukturierten Beschichtung 6 wird der Übergang von der Außenkontaktfläche 5 des Halbleiterbauteils 13 zu der Lotschicht 19 auf den Kontaktanschlussflächen 18 der Leiterplatte 17 derart abgefedert, dass eine Ermüdung der Lotschicht 19 vermieden wird, da ihre Belastung durch Scherspannungen gegenüber einer direkten Lotverbindung zwischen der Außenkontaktfläche 5 und der Lotschicht 19 vermindert ist. Während in dieser Ausführungsform die Kunststoffgehäusemasse 4 noch teilweise zwischen den strukturierten Beschichtungen 6 der Flachleiterstücke 2 angeordnet ist und somit die Nachgiebigkeit der strukturierten Beschichtung 6 behindern könnte, wird dieses mit der Ausführungsform des Halbleiterbauteils 14, das in 3 gezeigt wird, vermindert.
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3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils 14. Komponenten mit gleichen Funktionen, wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
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In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Kunststoffgehäusemasse 4 nur bis zur Außenkontaktfläche 5 der oberflächenmontierbaren Flachleiterstücke 2, während die strukturierte Beschichtung 6 über die Unterseite 3 des oberflächenmontierbaren Gehäuses 1 hinausragt. Somit bilden die Außenkontaktflächen 5 mit der Unterseite 3 der Kunststoffgehäusemasse 4 eine koplanare Fläche, die gleichzeitig die Unterseite 16 des Halbleiterbauteils 14 darstellt.
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Diese Variante hat den Vorteil, dass die von der koplanaren Fläche herausragende strukturierte Beschichtung 6 leichter auf der Lotschicht 19 der Kontaktanschlussflächen 18 der Leiterplatte 17 ausgerichtet bzw. justiert werden kann. Andererseits hat diese Struktur den Nachteil, dass bei der Herstellung jede einzelne Außenkontaktfläche 5 mit einer entsprechenden Struktur aus Kontaktelementen 8 und dazwischen angeordnetem Kunststoffmaterial 20 einzeln bestückt ist, und bei einer Lagerung des Halbleiterbauteils 14 vor einer endgültigen Montage auf einer Leiterplatte 17 die filigranen Kontaktelemente 8 auf den Außenkontaktflächen 5 lagerungsbedingten Belastungen ausgesetzt sein können, die eine spätere Montage erschweren könnten. Dieses wird mit einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie die nächste Figur zeigt, überwunden.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Randbereich eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauteils 15 einer Ausführungsform der Erfindung. Auch bei dieser Ausführungsform werden Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Die Unterseite 3 der Kunststoffgehäusemasse 3 bildet auch hier eine koplanare Fläche mit den Außenkontaktflächen 5 aus, jedoch ist die gesamte Unterseite 3 der Kunststoffgehäusemasse 4 mit dem Kunststoffmaterial 20 der strukturierten Beschichtung 6 bedeckt.
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Dazu wird eine Kunststofffolie 12 eingesetzt, welche die Dicke D aufweist, die der Dicke d der strukturierten Beschichtung 6 entspricht. Diese Kunststofffolie 12 weist exakt in den Bereichen der Außenkontaktflächen 5 Durchgangsöffnungen 11 auf, die mit dem Material der Kontaktelemente 8 gefüllt sind. Die Form der Durchgangsöffnungen 11 bestimmt gleichzeitig die Form der Kontaktelemente 8, wobei eine Säulenform 10 oder eine Rippenform bevorzugt eingesetzt wird. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass die empfindlichen Kontaktelemente 8 auf den Außenkontaktflächen 5 des Halbleiterbauteils 15 bei Lagerung und Transport besser geschützt werden als in den vorher diskutierten Ausführungsformen.
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Da die Kunststofffolie 12 aus einem gummielastischen Elastomer hergestellt ist, behindert sie auch nicht die freie Verformbarkeit der elastischen Kontaktelemente 8 auf den Außenkontaktflächen 5 des Halbleiterbauteils 15.
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5 zeigt eine Montagefolie 24 für die gleichzeitige Aufbringung einer Vielzahl von Kontaktelementen 8 in entsprechenden Außenkontaktpositionen 25 eines oberflächenmontierbaren Gehäuses 1. Dazu besteht die Montagefolie 24 aus einem Folienstreifen, der mehrere Halbleiterbauteilpositionen 26 aufweist, von denen eine Halbleiterbauteilposition 26 dieser Montagefolie 24 in 5 gezeigt wird. Diese Halbleiterbauteilposition 26 weist sechzehn Außenkontaktpositionen 25 auf, wobei in jeder Außenkontaktflächenposition 25 eine Vielzahl von Kontaktelementen 8 angeordnet ist.
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Diese Kontaktelemente 8 sind eine metallische Füllung von Durchgangsöffnungen 11 durch die Montagefolie 24 in den einzelnen Außenkontaktflächenpositionen 25. Wie vorher bereits erwähnt, können diese Durchgangsöffnungen 11 beliebige Formen aufweisen, vorzugsweise eine Säulenform und/oder eine Rippenform. Außerdem hängt die Art der Durchgangsöffnungen 11, die mit Kontaktelementen 8 aufgefüllt sind, auch von dem Herstellungsverfahren der Montagefolie 24 und dem Einbringverfahren von Durchgangsöffnungen 11 ab. Eine photolithographisch strukturierte Vielzahl von Kontaktelementen 8 in einer Kunststofffolie 12 für eine Außenkontaktfläche zeigt die nachfolgende Figur.
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6 zeigt einen Ausschnitt einer Montagefolie 24 mit metallgefüllten Durchgangsöffnungen 11 im Bereich einer Außenkontaktflächenposition 25. Bei dieser Konstruktion wurde darauf geachtet, dass die Durchgangsöffnungen 11 so angeordnet und strukturiert werden, dass die Kunststofffolie 12 nicht auseinander fallen kann, sondern vielmehr als Maske für die geplante strukturierte Beschichtung einer Außenkontaktfläche dienen kann. Dabei wurden in dem Bereich der Außenkontaktfläche Durchgangsöffnungen 11 für eine Rippenform 9 und/oder Säulenform 10 der Kontaktelemente 8 vorgesehen, die entsprechend säulenförmige bzw. rippenförmige Kontaktelemente 8 anschließend auf der Außenkontaktfläche auflegieren oder anlöten können. Andererseits kann eine derartige Folie auch als Maske dienen, um photolithographisch die strukturierte Beschichtung mit entsprechenden Kontaktelementen 8 auf der Außenkontaktfläche des Halbleiterbauteils zu realisieren.