DE102008040565B4

DE102008040565B4 - Gehäuse für ein Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE102008040565B4
Application number: DE102008040565.5A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Wallisch; Christian Solf; Florian Grabmaier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: DE102008040565A1; US8063479B2; US20100019375A1; ITMI20091278A1; IT1394848B1; JP2010032510A

Abstract

Gehäuse (1) für ein Halbleiterbauelement, wobei das Gehäuse (1) mehrere Pins (2, 2', 2'', 2''') aufweist, die am Rand des Gehäuses (1) in Abständen (e, e') vorgesehen sind, wobei die Pins (2, 2', 2'', 2''') jeweils eine Breite (B), eine Dicke (C) und eine Länge (F) haben, dadurch gekennzeichnet, dass entweder mindestens einer der Abstände (e, e') außerhalb des Bereichs von 1,24 mm bis 1,30 mm liegt, oder mindestens eine der Breiten (B) außerhalb des Bereichs von 0,33 mm bis 0,51 mm liegt, oder mindestens eine der Dicken (C) außerhalb des Bereichs von 0,23 mm bis 0,32 mm liegt, um geeignete Eigenfrequenzen des Gehäuses (1) festzulegen.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Halbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Gehäuse für ein Halbleiterbauelement weist mehrere Pins auf, die am Rand des Gehäuses in Abständen vorgesehen sind, wobei die Pins jeweils eine Breite, eine Dicke und eine Länge haben. Gewisse Abmessungen des Gehäuses wie die Breite und Dicke der Pins sind durch den JEDEC-Standard festgelegt. Die Länge der Pins ist nicht festgelegt, ergibt sich aber indirekt aus den übrigen Abmessungen. Das Gehäuse und die Pins bilden ein schwingungsfähiges System, welches gewisse Eigenfrequenzen hat. Diese Eigenfrequenzen sind durch die Abmessungen und weitere Parameter, wie das Gewicht des Gehäuses und die verwendeten Werkstoffe, festgelegt. Das Halbleiterbauelement, das in dem Gehäuse untergebracht ist, umfasst einen mikromechanischen Beschleunigungssensor und eine integrierte Schaltung. Der Beschleunigungssensor weist eine seismische Masse auf, die zu Resonanzschwingungen angeregt werden kann. Diese Resonanzschwingungen verfälschen die Messungen des Beschleunigungssensors erheblich.
Ein Nachteil liegt darin, dass die Eigenfrequenzen des Gehäuses geeignet sein können, die seismische Masse zu Resonanzen anzuregen, so dass die Messungen des Beschleunigungssensors erheblich verfälscht werden. Die Eigenfrequenzen sind durch die Abmessungen, die Gewichte und die Werkstoffe des Gehäuses und der Federn festgelegt. Da gewisse Werkstoffe erforderlich sind oder zumindest bevorzugt werden, sich das Gewicht aus den Werkstoffen und den Abmessungen ergibt, und die Abmessungen durch den JEDEC-Standard festgelegt sind, können solche Verfälschungen für das standardisierte Gehäuse nicht behoben werden.
DE 10 2006 040 564 A1 beschreibt eine Befestigungsanordnung für einen Winkelgeschwindigkeitssensor mit Hilfe von Leiterrahmen bzw. Pins. Dabei wird der Winkelgeschwindigkeitssensor über verlängerte Pins an einer Leiterplatte angeordnet, sodass die Resonanzfrequenz des Winkelgeschwindigkeitssensors sinkt. Die Befestigungsfläche der Befestigungsanordnung soll trotz der Verlängerung der Pins konstant bleiben.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein Halbleiterbauelement zu schaffen, dessen Eigenfrequenzen außerhalb eines Bereich liegen, in dem die Eigenfrequenzen des Gehäuses das Halbleiterbauelement negativ beeinflussen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Halbleiterbauelement, wobei mindestens einer der Abstände außerhalb des Bereichs von 1,24 mm bis 1,30 mm liegt, mindestens eine der Breiten außerhalb des Bereichs von 0,33 mm bis 0,51 mm liegt, mindestens eine der Dicken außerhalb des Bereichs von 0,23 mm bis 0,32 mm liegt, um geeignete Eigenfrequenzen des Gehäuses festzulegen. Die Abstände, die Breiten und die Dicken werden höchstens in einem Ausmaß geändert, dass das Gehäuse noch mit üblichen Geräten gehandhabt werden kann. Es können auch mehrere dieser Größen für mehrere Pins geändert werden. Weitere Maßnahmen zur Dämpfung von Schwingungen sind vorteilhafterweise nicht erforderlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt mindestens eine der Längen außerhalb des Bereichs von 2,05 bis 4,12 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Breiten größer als 0,51 mm, vorzugsweise größer als 0,55 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm oder 1,0 mm, und ist eine der Dicken größer als 0,32 mm, vorzugsweise größer als 0,35 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm oder 1,2 mm. Eine möglichst große Abweichung führt zu einer dementsprechenden Änderung der Eigenfrequenzen des Gehäuses. Werden die Breiten und die Dicken gemeinsam geändert, können die Eigenfrequenz des Gehäuses möglichst stark erhöht werden, wobei die jeweilige Abweichung vom Standard minimiert wird und die Verarbeitung durch übliche Geräte erleichtert wird.
In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist eine der Längen kleiner als 2,05 mm, vorzugsweise kleiner als 2,0 mm oder 1,8 mm. Die Eigenfrequenz des Gehäuses kann noch weiter erhöht werden.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist die eine der Breiten die Breite eines verbreiterten Abschnitts, und ist die eine der Dicken die Dicke eines verdickten Abschnitts. Der verbreiterte Abschnitt und der verdickte Abschnitt bilden vorzugsweise einen mittleren Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt. Da die Enden des Pins weiterhin dem Standard entsprechen können, werden die Verarbeitung durch übliche Geräte und die Integration der Pins in übliche Komponenten erleichtert.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Breiten kleiner als 0,33 mm, vorzugsweise kleiner als 0,3 mm, 0,25 mm, 0,2 mm, 0,1 mm oder 0,05 mm, und ist eine der Dicken kleiner als 0,23 mm, vorzugsweise kleiner als 0,2 mm, vorzugsweise kleiner als 0,15 mm, 0,1 mm, 0,05 mm. Eine möglichst große Abweichung führt wiederum zu einer dementsprechenden Änderung der Eigenfrequenzen des Gehäuses. Werden die Breiten und die Dicken gemeinsam geändert, können die Eigenfrequenzen des Gehäuses möglichst stark verringert werden, wobei die jeweilige Abweichung vom Standard minimiert wird und die Verarbeitung durch übliche Geräte erleichtert wird.
In einer Weiterbildung der letzten bevorzugten Ausführungsform ist eine der Längen größer als 4,12 mm, vorzugsweise größer als 4,2 mm, 4,3 mm, 4,5 mm, 4,7 mm, 5,0 mm, 5,5 mm, 6,0 mm, 7,0 mm, 8,0 mm, 10,0 mm oder 15 mm. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses können noch weiter verringert werden.
In noch einer Weiterbildung der letzten bevorzugten Ausführungsform hat der Pin, welcher die eine der Längen aufweist, einen mittleren Bogen. Dies ermöglicht es, den Pin möglichst lang auszubilden. Der Pin kann auch mehrere Bögen aufweisen, die zickzackartig angeordnet sind.
In noch einer Weiterbildung der letzten bevorzugten Ausführungsform ist in einem Abstand von 1,24 mm bis 1,30 mm auf einer Seite des Gehäuses kein Pin vorgesehen. Wird der Abstand der Pins erhöht und somit die Anzahl der Pins verringert, verringern sich die Eigenfrequenzen weiter.
In noch einer Weiterbildung der letzten bevorzugten Ausführungsform ist in einem Abstand von 2,51 mm bis 1,57 mm auf einer Seite des Gehäuses ein Pin vorgesehen. Ein solcher Abstand ist mit dem üblichen JEDEC-Standard kompatibel, so dass
die Verarbeitung durch übliche Geräte und die Integration der Pins in übliche Komponenten erleichtert werden.
In noch einer Weiterbildung der letzten bevorzugten Ausführungsform ist die eine der Breiten die Breite eines verschmälerten Abschnitts, und ist die eine der Dicken die Dicke eines verdünnten Abschnitts. Der verschmälerte Abschnitt und der verdünnte Abschnitt bilden vorzugsweise einen mittleren Abschnitt mit verkleinertem Querschnitt. Da die Enden des Pins weiterhin dem Standard entsprechen können, werden die Verarbeitung durch übliche Geräte und die Integration der Pins in übliche Komponenten erleichtert.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform sind die Pins alle gleich ausgestaltet. Dadurch wird die Frequenzänderung des Gehäuses für einen bestimmten Lösungsweg gegenüber dem JEDEC-Standard optimiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1A eine Draufsicht eines Gehäuses für ein Halbleiterbauelement;
1B eine Seitenansicht des Gehäuses aus 1A;
1C eine weitere Seitenansicht des Gehäuses aus 1A;
2A eine Draufsicht eines Gehäuses mit doppelten Pinabstand;
2B eine Draufsicht eines Gehäuses mit fehlenden Pins an den gegenüberliegenden Seitenenden;
3A eine Seitenansicht eines Pins mit einem mittleren Bogen;
3B eine Seitenansicht eines Pins mit einem mittleren Bereich mit verringertem Querschnitt; und
3C eine Seitenansicht eines Pins mit einem mittleren Bereich mit vergrö-ßertem Querschnitt.

1A zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses 1 für ein Halbleiterbauelement. Das Gehäuse 1 hat eine rechteckige Form und ist als sogenanntes SO16-Gehäuse ausgebildet. In dem Gehäuse 1 ist ein Halbleiterbauelement untergebracht, welches einen mikromechanischen Beschleunigungssensor und eine integrierte Schaltung umfasst, die auf einem Chip integriert sind. An zwei gegenüberliegenden langen Seiten des Gehäuses stehen zwei Pinreihen mit mehreren Pins 2 hervor, die aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer, bestehen. Dieses Pins werden oberflächenmontiert, d.h. sie werden auf der Oberfläche einer Leiterplatte angelötet. Das Gehäuse 1 bildet eine Masse, die über Federn, welche jeweils einer der Pins 2 darstellt, mit einer darunterliegenden Leiterplatte (nicht dargestellt) verbunden sind. Der Beschleunigungssensor weist eine seismische Masse auf, die zu Resonanzschwingungen angeregt werden kann. Dies verfälscht die Messungen des Beschleunigungssensors erheblich. Das Gehäuse 1 und die Pins 2 bilden ebenfalls ein schwingungsfähiges System. Das Gehäuse 1 hat die Breite E. Die Enden der gegenüberliegenden Pins haben einen Abstand H, der gemäß dem JEDEC-Standard im Bereich von 10,00 mm bis 10,65 mm liegen soll. Der Abstand (Pitch) e zwischen zwei benachbarten Pins soll gemäß dem JEDEC-Standard von der Mitte des einen Pins zu der Mitte des anderen Pins 1,27 mm betragen. Die Breite B der Pins 2 ist entlang des Pins konstant und soll gemäß dem JEDEC-Standard in einem Bereich von 0,33 mm bis 0,51 mm liegen. Die Breite B kann aber erfindungsgemäß außerhalb dieses Bereichs liegen, um die Eigenfrequenzen des Gehäuses gegenüber dem JEDEC-Standard zu verändern. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden verringert, wenn die Breite B der Pins 2 verschmälert wird. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden erhöht, wenn die Breite B der Pins 2 verschmälert wird.
1B zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 1 aus 1A. Das Gehäuse 1 hat die Länge D.
1C zeigt eine weitere Seitenansicht des Gehäuses 1 aus 1A. Das Gehäuse 1 hat eine Dicke A, die gemäß dem JEDEC-Standard in einem Bereich von 2,35 mm bis 2,65 mm liegen soll. Der Abstand der Gehäuseunterseite von der Leiterplatte beträgt A1 und soll gemäß dem JEDEC-Standard in einem Bereich von 0,1 bis 0,3 mm liegen. C ist die Dicke der Pins 2 und soll gemäß dem JEDEC-Standard in einem Bereich von 0,23 mm bis 0,32 mm liegen. Die Dicke C kann aber erfindungsgemäß außerhalb dieses Bereichs liegen. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden verringert, wenn die Dicke H der Pins 2 verringert wird. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden erhöht, wenn die Dicke C der Pins 2 vergrößert wird. F ist die Pinlänge, d.h. die Länge des Abschnitts des Pins 2, der aus dem Gehäuse 1 hervorsteht, entlang dessen Mittellinie. Die Pinlänge F wird entlang der geometrischen Mitte des Pins gemessen und ist nicht gemäß dem JEDEC-Standard normiert. Geometrische Überlegungen ergeben, dass die Pinlänge F für Gehäuse gemäß dem JEDEC-Standard im Bereich von 2,05 mm bis 4,12 mm liegt. Die Pinlänge F kann aber erfindungsgemäß außerhalb dieses Bereichs liegen. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden verringert, wenn die Pinlänge F vergrößert wird. Die Eigenfrequenzen des Gehäuses 1 werden erhöht, wenn die Länge F der Pins 2 verkleinert wird. L ist die Länge der Lötabschnitte eines Pins 2, d.h. die Längen der Abschnitte der Pins 2, die an der Leiterplatte angelötet sind. Erfindungsgemäß wird zumindest einer der Parameter Breite B der Pins 2, Dicke H der Pins 2 und Pinlänge L der Pins 2 verändert, um die Eigenfrequenzen des Gehäuses gegenüber einem Gehäuse gemäß dem JEDEC-Standard zu verringern oder zu erhöhen. Dabei werden die Parameter bevorzugt gemeinsam geändert, damit die einzelnen Parameter nicht zu sehr von dem Standard abweichen müssen, um eine gewünschte Änderung der Eigenfrequenzen zu erreichen.
2A zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses 1 mit doppelten Pinabstand e'. Der Abstand e' zwischen zwei benachbarten Pins ist doppelt so groß wie der Abstand e. Jeder zweiter Pin wurde im Vergleich zu den 1A bis 1C ausgelassen.
2B zeigt eine Draufsicht eines Gehäuses 1 mit fehlenden Pins 2 an den gegenüberliegenden Seitenenden. Im Abstand e von der äußeren Pins 2 sind im Vergleich zu den 1A bis 1C keine weiteren Pins vorgesehen, obwohl an den längeren Seiten dafür noch Platz wäre.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen von Pins veranschaulicht, die alternativ zu den Pins 2 aus den 1A bis 2C verwendet werden können.
3A zeigt ein Seitenansicht eines Pins 2' mit einem mittleren Bogen 3 und zwei Seitenschenkeln 4 und 5. Ein solcher Bogen ermöglicht es, die Pinlänge beliebig zu verlängern. Es können auch mehrere Bögen zickzackartig vorgesehen sein.
3B zeigt eine Seitenansicht eines Pins 2'' mit einem mittleren Bereich 6 mit verringertem Querschnitt. Im Bereich mit verringerten Querschnitt 6 ist sowohl die Breite des Pins 2'' als auch die Dicke des Pins 2'' verringert.
3C zeigt eine Seitenansicht eines Pins 2''' mit einem mittleren Bereich 7 mit vergrößertem Querschnitt. In dem mittleren Bereich ist sowohl die Breite des Pins 2''' als auch die Dicke des Pins 2''' vergrößert.

Claims

Gehäuse (1) für ein Halbleiterbauelement, wobei das Gehäuse (1) mehrere Pins (2, 2', 2'', 2''') aufweist, die am Rand des Gehäuses (1) in Abständen (e, e') vorgesehen sind, wobei die Pins (2, 2', 2'', 2''') jeweils eine Breite (B), eine Dicke (C) und eine Länge (F) haben, dadurch gekennzeichnet, dass entweder mindestens einer der Abstände (e, e') außerhalb des Bereichs von 1,24 mm bis 1,30 mm liegt, oder mindestens eine der Breiten (B) außerhalb des Bereichs von 0,33 mm bis 0,51 mm liegt, oder mindestens eine der Dicken (C) außerhalb des Bereichs von 0,23 mm bis 0,32 mm liegt, um geeignete Eigenfrequenzen des Gehäuses (1) festzulegen.
Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Längen (F) außerhalb des Bereichs von 2,05 bis 4,12 mm liegt.
Gehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Breiten (B) größer als 0,51 mm ist, vorzugsweise größer als 0,55 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm oder 1,0 mm ist, und dass eine der Dicken (C) größer als 0,32 mm ist, vorzugsweise größer als 0,35 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm oder 1,2 mm ist.
Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Längen (F) kleiner als 2,05 mm ist, vorzugsweise kleiner als 2,0 mm oder 1,8 mm ist.
Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Breiten (B) die Breite (B) eines verbreiterten Abschnitts (7) ist, und dass die eine der Dicken (C) die Dicke (C) eines verdickten Abschnitts (7) ist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Breiten (B) kleiner als 0,33 mm ist, vorzugsweise kleiner als 0,3 mm, 0,25 mm, 0,2 mm, 0,1 mm oder 0,05 mm ist, und dass eine der Dicken (C) kleiner als 0,23 mm ist, vorzugsweise kleiner als 0,2 mm ist, vorzugsweise kleiner als 0,15 mm, 0,1 mm, 0,05 mm ist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Längen (F) größer als 4,12 mm ist, vorzugs-weise größer als 4,2 mm, 4,3 mm, 4,5 mm, 4,7 mm, 5,0 mm, 5,5 mm, 6,0 mm, 7,0 mm, 8,0 mm, 10,0 mm oder 15 mm ist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (2'), welcher die eine der Längen (F) aufweist, einen mittleren Bogen hat.
Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand (e, e') von 1,24 mm bis 1,30 mm auf einer Seite des Gehäuses (1) kein Pin (2, 2', 2'', 2''') vorgesehen ist.
Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand (e, e') von 2,51 mm bis 2,57 mm auf einer Seite des Gehäuses (1) ein Pin (2, 2', 2'', 2''') vorgesehen ist.
Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Breiten (B) die Breite (B) eines verdünnten Abschnitts (6) ist, und dass die eine der Dicken (C) die Dicke (C) eines verschmälerten Ab-schnitts (6) ist.
Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pins (2, 2', 2'', 2''') alle gleich ausgestaltet sind.