DE102020106247A1

DE102020106247A1 - Leadframe-stabilisator für verbesserte leiterplanarität

Info

Publication number: DE102020106247A1
Application number: DE102020106247.8A
Authority: DE
Inventors: Arivindran Navaretnasinggam; Xavier Arokiasamy; Thomas Bemmerl; Ke Yan Tean
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-09-17
Also published as: CN111696947A; US20200294896A1

Abstract

Eine verpackte Halbleitervorrichtung enthält ein Die-Paddle, einen auf dem Die-Paddle montierten Halbleiterdie, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddle weg erstrecken, eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddle weg erstreckt und physisch von der Vielzahl von geschmolzenen Leitungen getrennt ist, eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung, ein Einkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt, und einen Stabilisierungsstab, der mit einer ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist. Die erste Außenkantenseite des diskreten Anschlusses ist gegenüber einer zweiten Außenkantenseite des diskreten Anschlusses, die der Vielzahl der verschmolzenen Anschlüsse gegenüberliegt.

Description

HINTERGRUND
Halbleiter-Chips werden üblicherweise mit einem Leadframe oder Leiterrahmen in einem gegossenen Halbleitergehäuse oder Halbleiterpackage verpackt. Bei dieser Technik wird eine Leadframe-Struktur mit einem zentralen Die-Paddle, Die-Pad oder Die-Träger und mehreren länglichen Leitern oder Leitungen versehen, die sich in Richtung des Die-Paddles erstrecken. Die Anschlüsse und der Die-Paddle werden normalerweise durch eine periphere, ringförmige Struktur physisch unterstützt. Ein oder mehrere Halbleiter-Chips werden auf dem Die-Paddle montiert und elektrisch mit den einzelnen Leitungen des Leadframes verbunden, z.B. mit Hilfe von leitenden Bonddrähten, Metallclips usw. Eine elektrisch isolierende Formverbindung, z.B. Kunststoff, Keramik usw., wird um den Halbleiterdie und die zugehörigen elektrischen Verbindungen herum gebildet. Als Ergebnis wird ein isolierender Formkörper bereitgestellt. Der Formkörper schützt den Halbleiterdie und die elektrischen Verbindungen vor schädlichen Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Fremdkörper usw. Nachdem der Formkörper geformt ist, werden die Leitungen und der Die-Paddle vom peripheren Ring gelöst, z.B. durch mechanisches Schneiden. Die freiliegenden äußeren Enden der Leitungen bieten von außen zugängliche Anschlüsse für das Gehäusebauteil, die so konfiguriert sind, dass sie mit einem anderen Bauteil, z.B. einer Leiterplatte, verbunden werden können.
Gegossene Halbleitergehäuse können entsprechend einer Vielzahl verschiedener standardisierter Gehäusetypen konfiguriert werden. Diese Gehäusetypen unterscheiden sich in einigen strukturellen Aspekten, z.B. Leitungskonfiguration, Formkonfiguration usw. Ein Beispiel für einen bestimmten Gehäusetyp ist ein so genanntes flaches leiterfreies Gehäuse. Dieser Gehäusetyp ist durch Leiter oder Leitungen gekennzeichnet, die koplanar mit dem gegossenen Einkapselungsmaterial an der Unterseite des Gehäuses sind. Diese Konfiguration bietet die sogenannte Oberflächenmontagefähigkeit, bei der das Gehäuse direkt auf einer Leiterplatte platziert und gleichzeitig elektrisch mit dieser verbunden werden kann.
Ein Problem, das bei der Herstellung von flachen leiterfreien Gehäusen auftritt, ist die Frage der Mold- oder Gussgratbildung. Gussgratbildung bezieht sich auf unerwünschte Teile der Mold- oder Form- oder Gussverbindung, die die Leitungen nach Abschluss des Guss- oder Formvorgangs teilweise bedecken. Diese Guss- oder Formmasse kann mit herkömmlichen Reinigungstechniken nur schwer oder gar nicht entfernt werden. Die Gussgratbildung kann die Ausbeute entscheidend beeinflussen, da die Leitungen als elektrische Anschlüsse unwirksam sein können, wenn sie ausreichend von der Formmasse bedeckt sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein verpacktes Halbleiterbauelement wird offenbart. Gemäß einer Ausführungsform enthält das verpackte Halbleiterbauelement ein Die-Paddle, einen auf dem Die-Paddle montierten Halbleiterdie, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddles weg erstrecken, eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddles weg erstreckt und physisch von der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen getrennt ist, eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung, ein Einkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt, und einen Stabilisierungs- oder Stabilisatorstab, der mit einer ersten äußeren Kantenseite der diskreten Leitung verbunden ist. Die erste Außenkantenseite des diskreten Anschlusses ist gegenüber einer zweiten Außenkantenseite des diskreten Anschlusses, die der Vielzahl der verschmolzenen Anschlüsse gegenüberliegt.
Ein Leadframe oder Leiterrahmen wird offenbart. Gemäß einer Darstellung enthält der Leiterrahmen ein Die-Paddle, einen auf dem Die-Paddle montierten Halbleiterdie, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddles weg erstrecken, eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddles weg erstreckt und physisch von der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen getrennt ist, eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung, ein Einkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt, und einen Stabilisatorstab, der mit einer ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist. Die erste Außenkantenseite des diskreten Anschlusses ist gegenüber einer zweiten Außenkantenseite des diskreten Anschlusses, die der Vielzahl der verschmolzenen Anschlüsse gegenüberliegt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterrahmens wird offenbart. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Bereitstellung eines ebenen Blechs und die Strukturierung des ebenen Blechs, so dass es eine periphere Struktur, ein mit der peripheren Struktur verbundenes Die-Paddle und eine erste Kantenseite umfasst, die einer ersten Kantenseite der peripheren Struktur zugewandt und von dieser beabstandet ist, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die jeweils mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind und jeweils durch einen Sicherungsverbinder an einer Stelle, die sich zwischen der ersten Randseite der peripheren Struktur und des Die-Paddle befindet, miteinander verschmolzen sind, eine diskrete Leitung, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden und von dem Sicherungsverbinder getrennt ist, und einen Stabilisierungsstab, der zwischen der peripheren Struktur und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung verbunden ist. Diejenigen, die sich in diesem Bereich auskennen, werden zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen, wenn sie die folgende detaillierte Beschreibung lesen und die beiliegende Zeichnung betrachten.
Figurenliste
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht zueinander. Gleiche Referenzzahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen abgebildeten Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung detailliert beschrieben.

1 zeigt einen Leadframe mit einem Stabilisierungsstab, entsprechend einer Ausführungsform.
2 zeigt einen Leadframe mit einem Stabilisierungsstab entsprechend einer anderen Ausführung.
3, die die 3A und 3B enthält, zeigt Querschnittsansichten bestimmter Bereiche eines Leadframes mit einem Stabilisierungsstab entsprechend einer Ausführungsform.
4 zeigt die Bildung eines verpackten Halbleiterbauelements auf einem Leadframe mit einem Stabilisierungsstab entsprechend einer anderen Ausführungsform.
5, die die 5A und 5B enthält, zeigt ein verpacktes oder gehäustes Halbleiterbauelement, das aus einem Leiterrahmen mit einem Stabilisatorstab gemäß einer Ausführungsform gebildet wird. 5A zeigt eine untere Seite des gehäusten Halbleiterbauelements aus einer Draufsicht. 5B zeigt eine Seitenansicht des gehäusten Halbleiterbauelements.
6 veranschaulicht den Einfluss eines Stabilisierungsstabs auf die Bewegung eines diskreten Leiters gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen wird ein Leadframe mit einem Stabilisatorstab bereitgestellt, der das Problem der Gussgratbildung vorteilhaft mildert und die Drahtbondfähigkeit verbessert. Im Einzelnen umfasst ein Leadframe ein Die-Paddle, eine periphere Struktur, eine Vielzahl von verschmolzenen oder gesicherten Leitungen und eine diskrete Leitung. Die diskrete Leitung ist unabhängig von den verschmolzenen Leitungen und würde ohne weitere Maßnahmen bei den verschiedenen Schritten der Verarbeitung und Handhabung des Leadframes zu Kipp- und/oder Biegebewegungen neigen. Vorteilhaft ist, dass der Leadframe zusätzlich einen Stabilisatorstab enthält, der dieses Kippen und/oder Biegen der diskreten Leitung mildert. Der Stabilisatorstab ist zwischen einer äußeren Randseite der diskreten Leitung und der peripheren Struktur verbunden. Diese Verbindung verankert die diskrete Leitung an einer zweiten Stelle vor und während des Verkapselungsprozesses. Folglich ist die untere Fläche der diskreten Leitung enger mit der unteren Fläche des Die-Paddles und den verschmolzenen Leitungen an der Unterseite des fertig verpackten Bauelements ausgerichtet. Dadurch wird die so genannte Gussgratbildung gemildert, bei dem sich verflüssigte Form- oder Gussmasse auf der diskreten Leitung als Folge der Nichtplanarität der diskreten Leitung ansammelt. Zusätzlich verbessert dies die Drahtbondfähigkeit durch eine stabilere Oberfläche, die während des Drahtbondprozesses weniger anfällig für Bewegungen ist (z.B. durch Prellen der diskreten Leitung).
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Leadframe 100, der zur Bildung eines gehäusten Halbleiterbauelements verwendet wird, entsprechend einer Ausführungsform dargestellt. Der Leadframe 100 wird aus einem Leadframe-Streifen 102 bereitgestellt, der eine Vielzahl identisch konfigurierter Einheitsleiterrahmen 100 enthält, von denen zwei in 1 dargestellt sind.
Der Leadframe 100 enthält eine periphere Struktur 104. Die periphere Struktur 104 ist ein äußerer Teil des Leadframes 100, der nicht Teil des fertigen Bauelements ist. Stattdessen wird die periphere Struktur 104 verwendet, um die Merkmale des Leadframes 100 während der Verarbeitung mechanisch zu unterstützen. In der abgebildeten Ausführung bildet die periphere Struktur 104 eine Schleife um ein zentral angeordnetes Die-Paddle 106. In der abgebildeten Ausführungsform umfasst die periphere Struktur 104 die ersten, zweiten, dritten und vierten Randseiten 108, 110, 112 und 114, die eine zentrale Öffnung 116 umgeben. Diese Randseiten 108, 110, 112 und 114 bilden einen winkligen Schnittpunkt miteinander. Das heißt, diese Randseiten 108, 110, 112 und 114 bilden einen schrägen Winkel miteinander. In der dargestellten Ausführungsform bilden die ersten, zweiten, dritten und vierten Randseiten 108, 110, 112 und 114 jeweils einen Winkel von 90 Grad miteinander, so dass die zentrale Öffnung 116 die allgemeine Form eines Rechtecks hat. Allgemeiner gesagt, die periphere Struktur 104 kann in einer Vielzahl verschiedener Geometrien konfiguriert werden, und die inneren Kantenseiten der peripheren Struktur 104 können nicht-senkrechte Winkel und/oder gekrümmte Geometrien enthalten.
Der Leadframe 100 enthält einen Die-Paddle 106, der in der zentralen Öffnung 116 der peripheren Struktur 104 angeordnet ist. Wie dargestellt, hat der Die-Paddle 106 eine allgemein rechteckige Form mit den ersten, zweiten, dritten und vierten Randseiten 118, 120, 122 und 124, die jeweils den ersten, zweiten, dritten und vierten Randseiten 108, 110, 112 und 114 der peripheren Struktur 104 gegenüberliegen. Im Allgemeinen kann der Die-Paddle 106 eine Vielzahl von Geometrien haben. Der Die-Paddle 106 ist physisch mit der peripheren Struktur 104 verbunden und daher mechanisch durch die periphere Struktur 104 unterstützt. In der abgebildeten Ausführungsform wird diese physische Verbindung durch eine Anzahl von Zugstangen 126 hergestellt, die sich zwischen der dritten Randseite 122 des Die-Paddles 106 und der dritten Randseite 112 der peripheren Struktur 104 erstrecken. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere Leitungen (nicht abgebildet) zwischen dem Die-Paddle 106 und der peripheren Struktur 104 angeschlossen werden.
Der Leadframe 100 enthält mehrere Leitungen, die der ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 zugewandt sind. Jede dieser Leitungen ist mit der ersten Kantenseite 108 der peripheren Struktur 104 verbunden. Genauer gesagt enthält jede dieser Leitungen gegenüberliegende äußere Kantenseiten, die sich an der ersten Kantenseite 108 der peripheren Struktur 104 schneiden und mit der peripheren Struktur 104 vereinigen. Diese Position der Leitungen wird in der folgenden Beschreibung als distales Ende der Leitungen bezeichnet. Jede dieser Leitungen umfasst Enden, die den distalen Enden gegenüberliegen, die der ersten Kantenseite des Die-Paddles zugewandt sind. Diese Position der Leitungen wird in der folgenden Beschreibung als proximale Enden der Leitungen bezeichnet. Entsprechend einer Ausführungsform ist das proximale Ende jeder Leitung von der ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 beabstandet. Alternativ dazu können eine oder mehrere Leitungen vollständig von der ersten Kantenseite 108 der peripheren Struktur 104 bis zur ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 verlaufen.
In den Leitungen, die der ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 zugewandt sind, ist eine Vielzahl (d.h. zwei oder mehr) von verschmolzenen Leitungen 126 enthalten. Die verschmolzenen Leitungen 126 sind durch einen Verbinder oder Sicherungsverbinder 128 miteinander verschmolzen oder verbunden. Der Sicherungsverbinder 128 ist an einer Stelle zwischen der ersten Randseite 108 der peripheren Struktur 104 und der ersten Randseite 118 des Die-Paddles 106 angeordnet. Das bedeutet, dass der Sicherungsverbinder 128 näher an der ersten Randseite 118 des Die-Paddles 106 liegt als die distalen Enden der verschmolzenen Leitungen 126. Der Sicherungsstecker 128 kann aus einem durchgehenden Metallpad mit einer Innenkantenseite 130 und einer Außenkantenseite 132 geliefert werden. Die Innenkantenseite 130 des Sicherungsverbinders 128 erstreckt sich quer über die Außenkantenseiten der verschmolzenen Leitungen 126. Die Außenkantenseite 132 des Sicherungsverbinders 128 liegt gegenüber und ist von dem Die-Paddle 106 beabstandet. In der abgebildeten Ausführungsform erstreckt sich die Außenkantenseite 132 des Sicherungsverbinders 128 gleich weit wie die proximalen Enden der verschmolzenen Leitungen 126. In anderen Ausführungsformen kann die Außenkantenseite 132 zwischen dem distalen und dem proximalen Ende der verschmolzenen Leitungen 126 so angeordnet werden, dass die verschmolzenen Leitungen 126 wieder die Form einzelner Leitungen annehmen, wenn sie sich der ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 nähern.
In den Leitungen, die der ersten Kantenseite 118 des Die-Paddles 106 zugewandt sind, ist auch eine diskrete Leitung 134 enthalten. Die diskrete Leitung 134 ist von dem Sicherungsverbinder 128 getrennt. Das bedeutet, dass die äußeren Randseiten des diskreten Leiters 134 den Sicherungsverbinder 128 nicht berühren. Anders ausgedrückt ist die diskrete Leitung 134 getrennt und unabhängig von den verschmolzenen Leitungen 126, mit Ausnahme der Verbindungen zur peripheren Struktur 104, die schließlich im fertigen Gerät getrennt werden.
Die diskrete Leitung 134 umfasst die erste und zweite gegenüberliegende äußere Randseite 136, 138, die jeweils mit der ersten Randseite 108 der peripheren Struktur 104 verbunden sind. Die erste Außenkantenseite 136 der diskreten Leitung 134 liegt der zweiten Kantenseite 110 der peripheren Struktur 104 gegenüber. Die zweite Außenkantenseite 138 der diskreten Leitung 134 liegt der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen 126 gegenüber. Nach einer Ausführungsform ist der diskrete Leiter 134 ein äußerster Leiter aller Leiter, die mit der ersten Randseite 108 der peripheren Struktur 104 verbunden sind. Dies bedeutet, dass keine weiteren Leitungen zwischen der diskreten Leitung 134 und der peripheren Struktur 104 in einer seitlichen Richtung der Leitungen angeordnet sind, d.h. in einer Richtung, die senkrecht zu den äußeren Randseiten der Leitungen verläuft.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der zweiten Außenkantenseite 138 der diskreten Leitung 134 und der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen 126 eine Lücke 140 vorgesehen, die sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung 134 erstreckt. In diesem Zusammenhang bezieht sich die vollständige Länge der diskreten Leitung 134 auf eine Länge der diskreten Leitung 134 vom distalen Ende zum proximalen Ende der diskreten Leitung 134. In dieser Darstellung liegt die zweite äußere Randseite 138 der diskreten Leitung 134 direkt auf einer Randseite einer der Leitungen aus der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen 126. In anderen Ausführungsformen (nicht abgebildet) können zusätzliche Elemente, wie z.B. zusätzliche diskrete Leitungen, zwischen der diskreten Leitung 134 und den verschmolzenen Leitungen 126 angeordnet werden. In jedem Fall ist die zweite Außenkantenseite 138 der diskreten Leitung 134 aufgrund der Lücke 140 von den verschmolzenen Leitungen 126 räumlich getrennt. Außerdem bildet die diskrete Leitung 134 aufgrund der Lücke 140 einen separaten elektrischen Knoten wie die verschmolzenen Leitungen 126 im fertigen Gerät.
Der Leadframe 100 enthält zusätzlich einen ersten Stabilisatorstab 142. Der erste Stabilisatorstab 142 ist zwischen der peripheren Struktur 104 und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung 134 angeschlossen. Laut einer Ausführung erstreckt sich der erste Stabilisatorstab 142 quer von einer der Außenkantenseiten der diskreten Leitung 134 weg. Das bedeutet, dass der erste Stabilisatorstab 142 eine schräge Schnittlinie mit einer Außenkantenseite der diskreten Leitung 134 bildet. Zum Beispiel kann, wie gezeigt, der erste Stabilisatorstab 142 gegenüberliegende Außenkantenseiten umfassen, die sich mit der ersten Außenkantenseite 136 der diskreten Leitung 134 verbinden und einen im wesentlichen senkrechten Winkel mit ihr bilden. Ganz allgemein kann der erste Stabilisatorstab 142 in einem beliebigen schrägen Winkel zu einer Kantenseite der diskreten Leitung 134 angeordnet werden. Nach einer Ausführungsform ist der erste Stabilisatorstab 142 auf einer Seite der diskreten Leitung 134 angeordnet, die keinen Leitungen zugewandt ist. In der abgebildeten Ausführungsform, bei der die diskrete Leitung 134 eine äußere Leitung ist, ist der erste Stabilisatorstab 142 beispielsweise in einem Bereich der Öffnung 116 vorgesehen, der zwischen der ersten äußeren Kantenseite 136 der diskreten Leitung 134 und der zweiten äußeren Kantenseite 110 der peripheren Struktur 104 liegt. In diesem Beispiel erstreckt sich der erste Stabilisatorstab 142 direkt zwischen der zweiten Randseite 110 der peripheren Struktur 104 und der ersten Randseite der diskreten Leitung 134. Wie zuvor erläutert, kann die Geometrie der peripheren Struktur 104 von der Geometrie abweichen, die in verschiedenen Konfigurationen des Leadframe 100 gezeigt wird. In jedem Fall kann die Geometrie des ersten Stabilisatorstabes 142 so angepasst werden, dass der erste Stabilisatorstab 142 eine direkte Verbindung zwischen einer äu-ßeren Randseite der diskreten Leitung 134 und einer Randseite der peripheren Struktur 104 bereitstellt. Zum Beispiel kann der erste Stabilisatorstab 142 abgewinkelte oder gekrümmte Geometrien aufweisen, um diese direkte Verbindung zu vervollständigen.
Als Ergebnis des ersten Stabilisierungsstabes 142 ist die diskrete Leitung 134 an zwei Stellen physisch an die periphere Struktur 104 gekoppelt. Insbesondere ist der erste Stabilisatorstab 142 an einer ersten Stelle 144 direkt mit der peripheren Struktur 104 verbunden. Die erste Stelle 144 ist der Schnittpunkt zwischen der ersten und zweiten Außenkante 136, 138 Seiten der diskreten Leitung 134 und der ersten Kantenseite 108 der peripheren Struktur 104, d.h. dem distalen Ende der diskreten Leitung 134. Zusätzlich ist die diskrete Leitung 134 an einer zweiten Stelle 146 physikalisch an die periphere Struktur 104 gekoppelt. Die zweite Stelle 146 befindet sich an einem Schnittpunkt zwischen den Kantenseiten des ersten Stabilisierungsstabes 142 und einer äußeren Kantenseite der diskreten Leitung 134. Die zweite Stelle 146 liegt näher am Die-Paddle 106 als die erste Stelle 144. Das bedeutet, dass die Verbindung zwischen dem ersten Stabilisatorstab 142 und der diskreten Leitung 134 näher am proximalen Ende der diskreten Leitung 134 liegt als die erste Stelle 144. In der abgebildeten Ausführungsform befindet sich die zweite Stelle 146 etwa auf halbem Weg zwischen dem distalen und dem proximalen Ende der diskreten Leitung 134. Allgemeiner gesagt, kann die zweite Position 146 an jeder Stelle angeordnet werden, die vom distalen Ende der diskreten Leitung 134 beabstandet ist, einschließlich einer Stelle, die sich am oder nahe dem proximalen Ende der diskreten Leitung 134 befindet.
Gemäß einer Ausführungsform enthält der Leadframe 100 einen zweiten Stabilisierungsstab 143, der zwischen der peripheren Struktur 104 und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung 134 angeschlossen ist. Der zweite Stabilisatorstab 143 kann in einer im Wesentlichen ähnlichen oder identischen Weise wie der erste Stabilisatorstab 142 entsprechend einer der hier beschriebenen Ausführungsformen des ersten Stabilisatorstabes 142 konfiguriert werden. Wie gezeigt, verbindet der zweite Stabilisatorstab 143 die erste Außenkantenseite 136 des diskreten Leiters 134 an einer dritten Stelle 148, die näher an dem Die-Paddle 106 liegt als die ersten und zweiten Stellen 144, 146. Darüber hinaus umfasst der zweite Stabilisatorstab 143 Außenkantenseiten, die im Wesentlichen parallel zu den Außenkantenseiten des ersten Stabilisatorstabes 142 und senkrecht zur ersten Außenkantenseite 136 des diskreten Leiters 134 sind. Allgemeiner gesagt kann der zweite Stabilisatorstab 143 in jedem Winkel relativ zur diskreten Leitung 134 und den Randseiten der peripheren Struktur 104 in ähnlicher Weise wie zuvor in Bezug auf den ersten Stabilisatorstab 142 beschrieben ausgerichtet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Leadframe 100, der zur Bildung eines gehäusten Halbleiterbauelements verwendet wird, entsprechend einer anderen Ausführungsform dargestellt. Der Leadframe 100 in 2 ist im Wesentlichen identisch mit dem Leadframe 100 in 1, mit der Ausnahme, dass dieser Leadframe 100 zusätzlich einen zweiten diskreten Leiter 135 und einen dritten Stabilisatorstab 145 enthält, die zwischen dem zweiten diskreten Leiter 135 und der peripheren Struktur 104 angeschlossen sind. In dieser Konfiguration ist der zweite diskrete Leiter 135 ein äußerster Leiter, der am gegenüberliegenden seitlichen Ende der Mehrzahl als der erste diskrete Leiter 134 vorgesehen ist. Eine Innenkantenseite des zweiten diskreten Leiters 135 ist von den verschmolzenen Leitungen 126 durch einen zweiten Spalt 147 getrennt, der die Länge des zweiten diskreten Anschlusses 135 in ähnlicher Weise wie zuvor beschrieben überspannt. Der dritte Stabilisierungsstab 145 ist zwischen der äußeren Randseite des zweiten diskreten Leiters 135 und der dritten Randseite 144 der peripheren Struktur 104 verbunden. Der dritte Stabilisatorstab 145 kann in einer im Wesentlichen ähnlichen oder identischen Weise wie der erste Stabilisatorstab 142 entsprechend einer der hier beschriebenen Ausführungsformen des ersten Stabilisatorstabs 142 konfiguriert werden.
Unter Bezugnahme auf 3 sind verschiedene Querschnittsansichten des Leadframe 100 dargestellt. 3A zeigt eine Ansicht des Leadframe 100 entlang eines Querschnitts, der die periphere Struktur 104, den ersten Stabilisatorstab 142 und den diskreten Leiter 134 umfasst. 3B zeigt eine Ansicht des Leadframe 100 entlang eines Querschnitts, der das proximale Ende des ersten Stabilisierungsstabs 142 und das Die-Paddle 106 umfasst.
Wie in 3A dargestellt, kann der erste Stabilisatorstab 142 als ein Teil des Leadframe 100 mit reduzierter Dicke konfiguriert werden. Das heißt, der erste Stabilisatorstab 142 kann im Vergleich zu anderen Teilen des Leadframe 100 relativ dünn sein, z.B. der diskreten Leitung 134, dem Die-Paddle 106 usw. In diesem Zusammenhang bezieht sich die Dicke des Leadframes 100 auf den kürzesten Abstand, gemessen zwischen den einander gegenüberliegenden Ober- und Unterseiten 148, 150 des Leadframes 100. Im Beispiel von 3A wird die reduzierte Dicke des Leadframes 100 durch einen vertikalen Versatz der Unterseite 150 des Leadframes 100 im Bereich des ersten Stabilisatorstabes 142 erreicht. Inzwischen ist die obere Fläche 148 des Leiterrahmens 100 am ersten Stabilisatorstab 142 im wesentlichen koplanar mit der oberen Fläche 148 des Leiterrahmens 100 am diskreten Leiter 134. Somit ist die Dickenreduzierung ausschließlich an einer Seite des Leadframe 100 vorgesehen. Wie in 3B gezeigt, sind die obere und untere Fläche 148, 150 des Leadframe 100 an der diskreten Leitung 134 im wesentlichen koplanar mit der oberen und unteren Fläche 148, 150 des Leadframe 100 im Die-Paddle 106. Daher bedeutet der oben beschriebene vertikale Versatz der unteren Fläche 150 am ersten Stabilisatorstab 142, dass eine Unterseite des ersten Stabilisatorstabes 142 von den Unterseiten der Leitungen und des Die-Paddles 106 versetzt ist.
Der hier beschriebene Leadframe 100 kann mit der folgenden Technik gebildet werden. Zunächst wird eine Blechschicht aus elektrisch leitfähigem Material (z.B. Kupfer, Aluminium, deren Legierungen usw.) aufgebracht. Anschließend werden Öffnungen in der Blechschicht gebildet, die die Randseiten der verschiedenen geometrischen Merkmale definieren, z.B. die Leitungen, das Die-Paddle 106, den ersten Stabilisierungsstab 14 usw. Diese Öffnungen können nach einer Vielzahl von verschiedenen Techniken, wie z.B. Ätzen, Stanzen, Lochen usw., geformt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können Strukturen mit Techniken wie Löten, Nieten usw. am Leadframe 100 befestigt werden, um zumindest einige der verschiedenen geometrischen Merkmale des hier beschriebenen Leadframe 100 zu erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Geometrie der reduzierten Dicke des ersten Stabilisatorstabes 142, wie sie mit Bezug auf 3A beschrieben ist, mit Hilfe einer Halb-Ätz-Technik geformt. Die Halbätzung bezieht sich auf eine Technik, bei der die Ätzung kontrolliert wird, z.B. durch geeignete Verwendung von Maskengeometrie, Zeit, Ätzchemikalie usw., um zu verhindern, dass das Ätzmittel vollständig in das Material eindringt. In einem Beispiel für diese Technik werden zwei Masken auf beiden Seiten eines ebenen Blechs angebracht. Diese Masken sind spiegelbildlich zueinander gemustert, nur dass die halbgeätzten Merkmale nur auf einer Seite der beiden Masken strukturiert sind. Durch den Ätzprozess wird etwa die Hälfte der Blechdicke entfernt, so dass sich in den von beiden Masken belichteten Bereichen vollständige Öffnungen und in den Bereichen, die nur von einer Maske belichtet werden, d.h. in den halbgeätzten Bereichen, halb tiefe Vertiefungen bilden.
Gemäß 4 kann der Leadframe 100, wie in 1 beschrieben, zur Bildung eines gehäusten Halbleiterbauelements 200 (in 5 dargestellt) nach folgender Technik verwendet werden. Sobald der Leadframe 100 bereitgestellt ist, kann der Leadframe 100 auf einen temporären Träger (nicht abgebildet) gelegt werden, der für die Handhabung und den Transfer von elektronischen Komponenten durch verschiedene Halbleiterverarbeitungswerkzeuge geeignet ist. Ein Halbleiterdie 152 wird auf der Oberseite 148 des Leadframe 100 am Die-Paddle 106 montiert. Dies kann durch die Bereitstellung eines Klebstoffs, z.B. Lot, Sinter, Klebeband usw., zwischen der Unterseite des Halbleiterdies 152 und dem Die-Paddle 106 erfolgen. Anschließend werden elektrische Verbindungen zwischen den Anschlüssen des Halbleiterdies 152 und den verschiedenen Leitungen des Leadframe 100 hergestellt. Im Allgemeinen können diese elektrischen Verbindungen nach jeder herkömmlich bekannten Technik hergestellt werden, wie z.B. Bonddrähte, Clips, Bänder usw. In der abgebildeten Ausführungsform enthält der Halbleiterdie 152 einen ersten Anschluss 154, der durch einen einzelnen Bonddraht 156 elektrisch mit der diskreten Leitung 134 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss 158, der durch eine Vielzahl von Bonddrähten 160 elektrisch mit den verschmolzenen Leitungen 126 verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Halbleiterdie 152 als Leistungsbauteil konfiguriert, d.h. als ein Bauelement, das so konfiguriert ist, dass es große Spannungen, z.B. 200 Volt oder mehr, blockiert und/oder große Ströme, z.B. 1 Ampere oder mehr, aufnehmen kann. Zum Beispiel kann der Halbleiterdie 152 als Leistungstransistor konfiguriert werden, wie z.B. ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), wobei der erste Anschluss 154 ein Gate-Anschluss und der zweite Anschluss 158 ein Drain-Anschluss des Bauelements ist. In diesem Fall kann der Source-Anschluss auf der Unterseite des Halbleiterdies 152 vorgesehen werden, und der Die-Paddle 106 stellt einen entsprechenden Source-Anschluss für den Halbleiterdie 152 bereit.
Allgemeiner ausgedrückt, kann der Halbleiterdie 152 eine beliebige einer Vielzahl von Bauelementkonfigurationen haben. Zu diesen Bauelementkonfigurationen gehören diskrete Bauelemente wie HEMT-Bauelemente (High Electron Mobility Transistor), Dioden, Thyristoren usw. Zu diesen Bauelementkonfigurationen gehören auch integrierte Bauelemente wie Controller, Verstärker usw. Diese Bauelementekonfigurationen umfassen vertikale Bauelementekonfigurationen, d.h. Bauelemente, die in einer Richtung senkrecht zur oberen und unteren Oberfläche des Chips leiten, und laterale Bauelementekonfigurationen, d.h. Bauelemente, die in einer Richtung parallel zur oberen und unteren Oberfläche des Chips leiten. In jedem Fall können die diskrete Leitung 134 und die verschmolzenen Leitungen 126 getrennt elektrisch an verschiedene Anschlüsse des Halbleiterdies 152 angeschlossen werden. Ohne unbedingt darauf beschränkt zu sein, sind die verschmolzenen Leitungen 126 im Allgemeinen für große stromführende Anschlüsse, z.B. Source, Drain usw., vorzuziehen. Im Gegensatz dazu sind die diskreten Leitungen 134 im Allgemeinen für kleinere stromführende Anschlüsse, z.B. Gate, Sensor usw., vorzuziehen.
Nachdem der Halbleiterdie 152 elektrisch mit dem Leadframe 100 verbunden wurde, wird der Halbleiterdie 152 mit einer elektrisch isolierenden Form- oder Guss- oder Moldmasse 162 verkapselt. Die Formmasse 162 ist in 4 als durchscheinend dargestellt, so dass die eingekapselten Komponenten in der Figur sichtbar sind. In der Praxis ist dieses Material jedoch typischerweise undurchsichtig. Die Formmasse 162 kann eine Vielzahl von elektrisch isolierenden Materialien wie Keramik, Epoxidmaterialien und Duroplasten, um nur einige zu nennen, enthalten. Die Formmasse 162 kann mit einer Vielzahl bekannter Techniken wie Spritzgießen, Spritzpressen, Pressformen usw. geformt werden. Die Formmasse 162 wird so geformt, dass sie den Halbleiterdie 152 und die zugehörigen elektrischen Anschlüsse, die in der dargestellten Ausführung durch die Bonddrähte 156 und 160 gebildet werden, vollständig umhüllt, d.h. abdeckt und umgibt. In einer Ausführungsform kann die Formmasse 162 so geformt werden, dass die distalen Enden der einzelnen Leitungen freiliegen, z.B. wie dargestellt. Nachdem die Formmasse 162 geformt und ausgehärtet ist, kann jeder der Anschlüsse von der peripheren Struktur 104 getrennt werden, z.B. durch einen mechanischen Schneidevorgang.
In 5 ist ein fertig verpacktes Halbleiterbauelement 200 nach der Trennung von der peripheren Struktur 104 des Leadframes 100 entsprechend einer Ausführungsform dargestellt. Wie in 5A dargestellt, ist die untere Fläche 150 des Leadframe 100 in dem Die-Paddle 106 und den Leitungsbereichen an der Unterseite des gehäusten Bauelements freiliegend. Gemäß einer Ausführungsform sind die freiliegenden Teile der unteren Oberfläche 150 des Leadframe 100 koplanar mit der unteren Oberfläche der Formmasse 162. Als Ergebnis bieten das Die Paddle 106 und die Leitungen die so genannte Oberflächenmontagefähigkeit, die es dem verpackten Halbleiterbauelement 200 ermöglicht, eine Schnittstelle mit einem entsprechenden Bauelement, z.B. einem PCB-Sockel, zu bilden. Es können verschiedene Planarisierungs- und/oder Reinigungstechniken durchgeführt werden, so dass die Metallteile des Leadframe 100 deutlich von der Formmasse 162 freigelegt werden und eine saubere Oberflächenverbindung bieten.
Wie in 5B dargestellt, erstrecken sich die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142 und 143 bis zu einer äu-ßeren Seitenfläche des Körpers aus Formmasse 162. In der dargestellten Ausführung sind die Enden der ersten und zweiten Stabilisatorstäbe 142 und 143 aus der Formmasse 162 herausgeführt. Im Allgemeinen können diese Enden als Funktionsmerkmale vernachlässigt werden, da die diskrete Leitung 134 den elektrischen Zugang zum gleichen Anschluss ermöglicht. Falls gewünscht, kann jedoch ein zusätzlicher Formschritt durchgeführt werden, um die freiliegenden Enden der ersten und zweiten Stabilisatorstäbe 142 und 143 abzudecken.
Wie man sieht, werden die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142 und 143 auf beiden Seiten von der Formmasse 162 abgedeckt. Diese Konfiguration kann durch die Formung der Stabilisatorstäbe 142 und 143 mit der reduzierten Dickengeometrie, wie sie mit Bezug auf 3A beschrieben ist, ermöglicht werden. Durch den zuvor beschriebenen vertikalen Versatz der Unterseite 150 des Leadframe 100 wird die Unterseite 150 des Leadframe 100 an den ersten und zweiten Stabilisatorstäben 142 und 143 durch den Verkapselungsprozess vollständig mit der Formmasse 162 bedeckt. Daher sind, wie in 5A gezeigt, die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142 und 143 an der Unterseite des verpackten Bauelements nicht freiliegend. Somit verändern die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142 und 143 nicht die Aufstandsfläche des Geräts.
Unter Bezugnahme auf 6 ist der potenzielle Bewegungsbereich 164 für eine hypothetische diskrete Leitung 165, die nicht mit der peripheren Struktur 104 verbunden ist, dargestellt. Dieser Bewegungsbereich 164 veranschaulicht ein Kippen und/oder Biegen der hypothetischen diskreten Leitung 165, wobei die hypothetische diskrete Leitung 165 von der Ebene des Die-Paddle 106 abweicht. Diese Bewegung kann durch Kräfte verursacht werden, die während verschiedener Verarbeitungsschritte zur Bildung des verpackten Bauelements auf die diskrete Leitung 134 ausgeübt werden. Zum Beispiel kann diese Bewegung durch mechanische Kräfte entstehen, die während der Handhabung des Leadframe 100 auf den Leadframe 100 ausgeübt werden. Alternativ kann diese Bewegung durch Druck- oder Zugspannungen entstehen, die in dem verpackten Bauelement 200 während der Hochtemperatur-Verarbeitungsschritte entstehen, wobei sich Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausdehnen oder zusammenziehen. Wie man sehen kann, wirkt der erste Verbindungspunkt 144 zwischen der diskreten Leitung 134 und der peripheren Struktur 104 als Drehpunkt, so dass das proximale Ende der diskreten Leitung 134 eine beträchtliche Hebelwirkung hat. Somit ist eine signifikante Drehbewegung der diskreten Leitung 134 mit geringen Kraftbeträgen möglich. Im Vergleich dazu sind die hier beschriebenen verschmolzenen Leitungen 126 aufgrund der zusätzlichen mechanischen Festigkeit, die der Sicherungsverbinder 128 bietet, weniger anfällig für diese Art von Bewegung. Darüber hinaus bewegen sich die verschmolzenen Leitungen 126 unabhängig von der diskreten Leitung 134. Wenn also kein Verankerungsmechanismus vorhanden ist, kann die diskrete Leitung 134 aufgrund der oben beschriebenen Phänomene relativ zu den verschmolzenen Leitungen 126 verkippt werden.
Da die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142, 143 die diskrete Leitung 134 an der zweiten und dritten Stelle 146, 148 physisch an die periphere Struktur 104 koppeln, ist die Hebelwirkung am proximalen Ende der diskreten Leitung 134 geringer. Daher sind die oben beschriebenen mechanischen Kräfte, die auf den Leiterrahmen 100 ausgeübt werden, weniger wirksam, um die diskrete Leitung 134 zu kippen oder zu biegen. Daher bleibt die diskrete Leitung 134 während der gesamten Verkapselung des Halbleiterdies 152 auf oder nahe der Ebene des Die-Paddle 106 ausgerichtet. Sobald die Formmasse 162 ausgehärtet ist, ist die Position der diskreten Leitung 134 fixiert und die ersten und zweiten Stabilisierungsstäbe 142, 143 können entfernt werden.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Bereich 166 des verpackten Bauelements gezeigt, der anfällig für Formbrüche ist, wenn die diskrete Leitung 134 sich um den potenziellen Bewegungsbereich 164 bewegen darf, wie in 6 dargestellt. Wenn die diskrete Leitung 134 relativ zum Die-Paddle 106 und/oder den verschmolzenen Leitungen 126 ausreichend geneigt ist, wird dieser Bereich 106 im fertigen Bauelement mit der Formmasse 162 bedeckt. Der erste Stabilisatorstab 142 vermeidet daher vorteilhaft dieses Ergebnis, indem er verhindert, dass die diskrete Leitung 134 auf diese Weise kippt.
Während 6 eine Ausführung zeigt, die sowohl den ersten als auch den zweiten Stabilisatorstab 142, 143 enthält, kann eine vorteilhafte Auswirkung auf die Drehbewegung und/oder die Reduzierung der Gussgratbildung, wie hier beschrieben, mit einer unterschiedlichen Anzahl und/oder Konfiguration von Stabilisatoren erreicht werden, einschließlich Ausführungen, die nur einen Stabilisatorstab enthalten, der mit einer diskreten Leitung verbunden ist.
Eine Ausführungsform eines verpackten Halbleiterbauelements enthält ein Die-Paddle, einen auf dem Die-Paddle montierten Halbleiterdie, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddle weg erstrecken, eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddle weg erstreckt und physisch von der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen getrennt ist, eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung, ein Einkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt, und einen Stabilisierungsstab, der mit einer ersten äußeren Kantenseite der diskreten Leitung verbunden ist. Die erste Außenkantenseite der diskreten Leitung ist gegenüber einer zweiten Außenkantenseite des diskreten Anschlusses, die der Vielzahl der verschmolzenen Anschlüsse gegenüberliegt.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, erstrecken sich die verschmolzenen Leitungen und die diskrete Leitung zu einer ersten äußeren Seitenwand des Einkapselungsmaterials, wobei sich der Stabilisatorstab zu einer zweiten äußeren Seitenwand des Einkapselungsmaterials erstreckt und die erste und die zweite äußere Seitenwand des Einkapselungsmaterials relativ zueinander abgewinkelt sind.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, ist ein Spalt, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt, zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen vorgesehen.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist die Dicke des Stabilisierungsstabs geringer als die Dicke der diskreten Leitung.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, umfasst der Stabilisatorstab eine obere Fläche, die koplanar mit einer oberen Fläche der diskreten Leitung ist, und eine untere Fläche, die vertikal von einer unteren Fläche der diskreten Leitung versetzt ist, und wobei die untere Fläche des Stabilisatorstabs mit dem Einkapselungsmaterial bedeckt ist.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform enthält das verpackte Bauelement ferner einen zweiten Stabilisatorstab, der mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bildung einer Halbleiterbauelement umfasst das Bereitstellen eines Leitungsrahmens, der eine periphere Struktur umfasst, ein Chip-Paddle, der mit der peripheren Struktur verbunden ist und eine erste Randseite umfasst, die einer ersten Randseite der peripheren Struktur gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die jeweils mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind und jeweils durch einen Sicherungsverbinder an einer Stelle zusammengeschmolzen sind, die sich zwischen der ersten Randseite der peripheren Struktur und dem Chip-Paddle befindet, eine diskrete Leitung, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden und vom Sicherungsverbinder getrennt ist, und einen Stabilisatorstab, der zwischen die periphere Struktur und eine äußere Randseite der diskreten Leitung geschaltet ist, wobei ein Halbleiterdie auf dem Die-Paddle montiert und der Halbleiterdie mit einer elektrisch isolierenden Formmasse eingekapselt wird, während der Stabilisatorstab zwischen die periphere Struktur und eine äußere Randseite der diskreten Leitung geschaltet ist.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, umfasst die diskrete Leitung eine erste und eine zweite, einander gegenüberliegende Außenkantenseite, die jeweils an einer ersten Stelle mit der ersten Kantenseite der peripheren Struktur verbunden sind, und wobei der Stabilisatorstab an einer zweiten Stelle, die näher an dem Die-Paddle liegt als die erste Stelle, mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, umfasst die diskrete Leitung ein proximales Ende, das dem Die-Paddle zugewandt ist, und die zweite Stelle liegt zwischen der ersten Stelle und dem proximalen Ende der diskreten Leitung.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist die zweite Außenkantenseite der diskreten Leitung den mehreren verschmolzenen Leitungen zugewandt, und zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und den mehreren verschmolzenen Leitungen ist ein Spalt vorgesehen, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführung umfasst die periphere Struktur eine zweite Kantenseite, die einen winkligen Schnittpunkt mit der ersten Kantenseite bildet, und der Stabilisierungsstab erstreckt sich zwischen der zweiten Kantenseite der peripheren Struktur und der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist der Sicherungsverbinder ein durchgehendes Metallpad, das eine Innenkantenseite und eine Außenkantenseite umfasst, wobei sich die Innenkantenseite des Sicherungsverbinders quer über die Außenkantenseiten der verschmolzenen Leitungen erstreckt und die Außenkantenseite des Sicherungsverbinders dem Die-Paddle zugewandt und von dieser beabstandet ist.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist die diskrete Leitung eine äußerste Leitung aller Leitungen, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind, und der Stabilisierungsstab ist auf einer Seite der diskreten Leitung angeordnet, die keinen Leitungen zugewandt ist.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst der Leiterrahmen ferner einen zweiten Stabilisatorstab, der zwischen dem peripheren Ring und der äußeren Randseite des diskreten Leiters angeschlossen ist.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist der Stabilisator ein Teil des Leadframes mit reduzierter Dicke.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst der Leadframe gegenüberliegende obere und untere Flächen, die obere Fläche des Leadframes am Stabilisatorstab ist im Wesentlichen koplanar mit der oberen Fläche des Leadframes bei der diskreten Leitung, und die untere Fläche des Leadframes am Stabilisatorstab ist vertikal von der unteren Fläche des Leadframes bei der diskreten Leitung versetzt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform besteht die Einkapselung des Halbleiterdies darin, dass die Unterseite des Leadframes am Stabilisatorstab vollständig bedeckt wird.
Ein Leiterrahmen enthält ein Die-Paddle, einen auf dem Die-Paddle montierten Halbleiterdie, eine Vielzahl von geschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddle weg erstrecken, eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddle weg erstreckt und physisch von der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen getrennt ist, eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung, ein Einkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt, und einen Stabilisatorstab, der mit einer ersten äußeren Kantenseite der diskreten Leitung verbunden ist. Die erste Au-ßenkantenseite der diskreten Leitung ist gegenüber einer zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung, die der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen gegenüberliegt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst die diskrete Leitung eine erste und eine zweite, einander gegenüberliegende Außenkantenseite, die jeweils an einer ersten Stelle mit der ersten Kantenseite der peripheren Struktur verbunden sind, und der Stabilisatorstab ist mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung an einer zweiten Stelle verbunden, die näher an dem Die-Paddle liegt als die erste Stelle.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführung umfasst die diskrete Leitung ein proximales Ende, das dem Die-Paddle zugewandt ist, und die zweite Stelle liegt zwischen der ersten Stelle und dem proximalen Ende der diskreten Leitung.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist die zweite Außenkantenseite der diskreten Leitung der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen zugewandt, und zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und der Mehrzahl der verschmolzenen Leitungen ist ein Spalt vorgesehen, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst die periphere Struktur eine zweite Kantenseite, die einen winkligen Schnittpunkt mit der ersten Kantenseite bildet, und der Stabilisatorstab erstreckt sich zwischen der zweiten Kantenseite der peripheren Struktur und der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist die diskrete Leitung eine äußerste Leitung aller Leitungen, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden ist, und der Stabilisierungsstab ist auf einer Seite der diskreten Leitung angeordnet, die keinen Leitungen zugewandt ist.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst der Leiterrahmen ferner einen zweiten Stabilisatorstab, der zwischen dem peripheren Ring und der äußeren Randseite des diskreten Leiters angeschlossen ist.
Nach einer mit anderen kombinierbaren Ausführung ist die Dicke des Stabilisierungsstegs geringer als die Dicke der diskreten Leitung.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform besteht der Leiterrahmen aus einer oberen und einer unteren Fläche, die einander gegenüberliegen, die obere Fläche des Leiterrahmens am Stabilisatorstab ist im wesentlichen koplanar mit der oberen Fläche des Leiterrahmens bei der diskreten Leitung, und die untere Fläche des Leiterrahmens am Stabilisatorstab ist vertikal von der unteren Fläche des Leiterrahmens bei der diskreten Leitung versetzt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements umfasst das Bereitstellen eines Leiterrahmens, der ein Chip-Paddle, eine periphere Struktur, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, eine diskrete Leitung und einen Stabilisatorstab umfasst, der sich von einer äußeren Randseite der diskreten Leitung weg erstreckt, wobei ein Halbleiterdie auf dem Chip-Paddle montiert wird, einen ersten Anschluss des Halbleiterdies mit der diskreten Leitung elektrisch zu verbinden, einen zweiten Anschluss des Halbleiterdies mit den verschmolzenen Leitungen elektrisch zu verbinden, den Halbleiterdie mit einer elektrisch isolierenden Formverbindung einzukapseln und die diskrete Leitung während der Einkapselung des Halbleiterdies über den Stabilisatorstab physikalisch an die periphere Struktur zu koppeln.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform wird ein distales Ende der diskreten Leitung während des Einkapselns des Halbleiterdies an einer ersten Stelle physikalisch an die periphere Struktur gekoppelt, und die diskrete Leitung wird über den Stabilisatorstab an einer zweiten Stelle, die vom distalen Ende der diskreten Leitung beabstandet ist, physikalisch an die periphere Struktur gekoppelt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform ist das distale Ende der diskreten Leitung physikalisch mit der peripheren Struktur an der ersten Stelle durch eine direkte Verbindung zwischen den einander gegenüberliegenden äu-ßeren Randseiten der diskreten Leitung und einer ersten Randseite der peripheren Struktur gekoppelt, und jede der verschmolzenen Leitungen weist distale Enden auf, die direkt mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind.
Nach einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst die periphere Struktur eine zweite Randseite, die quer zur ersten Randseite der peripheren Struktur ausgerichtet ist, und die physische Kopplung der diskreten Leitung an die periphere Struktur über den Stabilisierungsstab umfasst die Kopplung der diskreten Leitung an die zweite Randseite der peripheren Struktur.
Ein Verfahren zum Bilden eines Leiterrahmens umfasst das Bereitstellen eines ebenen Blechs und das Strukturieren des ebenen Blechs, so dass es eine periphere Struktur, ein mit der peripheren Struktur verbundenes Die-Paddle und eine erste Kantenseite umfasst, die einer ersten Kantenseite der peripheren Struktur zugewandt und von dieser beabstandet ist, eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die jeweils mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind und jeweils durch einen Sicherungsverbinder an einer Stelle, die sich zwischen der ersten Randseite der peripheren Struktur und dem Die-Paddle befindet, miteinander verschmolzen sind, eine diskrete Leitung, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden und von dem Sicherungsverbinder getrennt ist, und einen Stabilisierungsstab, der zwischen der peripheren Struktur und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, umfasst die diskrete Leitung eine erste und eine zweite gegenüberliegende Außenkantenseite, die jeweils mit der ersten Kantenseite der peripheren Struktur an einer ersten Stelle verbunden sind, und wobei der Stabilisierungsstab mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung an einer zweiten Stelle verbunden ist, die näher an dem Die-Paddle liegt als die erste Stelle.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen kombiniert werden kann, liegt die zweite Außenkantenseite der diskreten Leitung den mehreren verschmolzenen Leitungen gegenüber, und zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und den mehreren verschmolzenen Leitungen ist ein Spalt vorgesehen, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform besteht die Strukturierung des planaren Blechs darin, dass der Stabilisatorstab als ein Teil des Leiterrahmens mit reduzierter Dicke ausgebildet wird.
Gemäß einer mit anderen kombinierbaren Ausführungsform umfasst das Formen des Stabilisierungsstegs zu einem Teil des Leadframes mit reduzierter Dicke die Durchführung einer Halb-Ätz-Technik.
Der Begriff „im Wesentlichen“ umfasst sowohl die absolute Übereinstimmung mit einer Anforderung als auch eine geringfügige Abweichung von der absoluten Übereinstimmung mit der Anforderung aufgrund von Abweichungen im Herstellungsprozess, beim Zusammenbau und anderen Faktoren, die eine Abweichung vom Ideal verursachen können. Unter der Voraussetzung, dass die Abweichung innerhalb der Prozesstoleranzen liegt, um eine praktische Konformität zu erreichen, und die hier beschriebenen Komponenten in der Lage sind, gemäß den Anwendungsanforderungen zu funktionieren, umfasst der Begriff „im Wesentlichen“ jede dieser Abweichungen.
Räumlich relative Begriffe wie „unter“, „unten“, „niedriger“, „über“, „oben“ und dergleichen werden zur einfachen Beschreibung verwendet, um die Positionierung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erklären. Diese Begriffe sollen zusätzlich zu den in den Figuren dargestellten Orientierungen auch andere Ausrichtungen der Vorrichtung umfassen. Ferner werden Begriffe wie „erste“, „zweite“ und dergleichen auch zur Beschreibung verschiedener Elemente, Regionen, Abschnitte usw. verwendet und sollen ebenfalls nicht einschränkend sein. Ähnliche Begriffe beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf ähnliche Elemente.
In der hier verwendeten Form sind die Begriffe „haben“, „enthalten“, „einschließen“, „umfassen“ und dergleichen offene Begriffe, die auf das Vorhandensein von angegebenen Elementen oder Merkmalen hinweisen, aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel „ein“, „eine/r/s“ und „der/die/das“ sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Unter Berücksichtigung der oben genannten Variations- und Anwendungsmöglichkeiten ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung weder durch die vorstehende Beschreibung noch durch die beigefügten Zeichnungen eingeschränkt wird. Stattdessen wird die vorliegende Offenbarung nur durch die folgenden Ansprüche und ihre rechtlichen Entsprechungen begrenzt.

Claims

Ein verpacktes Halbleiterbauelement, umfassend: ein Die-Paddle; einen Halbleiterdie, der auf dem Die-Paddle montiert ist; eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die sich von einer ersten Seite des Die-Paddles weg erstrecken; eine diskrete Leitung, die sich von der ersten Seite des Die-Paddels weg erstreckt und physisch von der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen getrennt ist; eine erste elektrische Verbindung zwischen einem ersten Anschluss des Halbleiterdies und der diskreten Leitung; ein Verkapselungsmaterial, das den Halbleiterdie einkapselt; und einen Stabilisatorstab, der mit einer ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist, wobei die erste Außenkantenseite des diskreten Anschlusses einer zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung gegenüberliegt, die der Mehrzahl der verschmolzenen Anschlüsse gegenüberliegt.
Verpacktes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei sich die verschmolzenen Leitungen und die diskreten Leitungen zu einer ersten äußeren Seitenwand des Einkapselungsmaterials erstrecken, wobei sich der Stabilisierungsstab zu einer zweiten äußeren Seitenwand des Verkapselungsmaterials erstreckt und wobei die ersten und zweiten äußeren Seitenwände des Verkapselungsmaterials relativ zueinander im Winkel angeordnet sind.
Verpacktes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Spalt, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt, zwischen der zweiten äußeren Kantenseite der diskreten Leitung und der Vielzahl der verschmolzenen Leitungen vorgesehen ist.
Verpacktes Halbleiterbauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke des Stabilisierungsstabs geringer ist als die Dicke der diskreten Leitung.
Verpacktes Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei der Stabilisierungsstab eine obere Oberfläche, die koplanar mit einer oberen Oberfläche der diskreten Leitung ist, und eine untere Oberfläche, die vertikal von einer unteren Oberfläche der diskreten Leitung versetzt ist, aufweist, und wobei die untere Oberfläche des Stabilisierungsstabes durch das Verkapselungsmaterial bedeckt ist.
Verpacktes Halbleiterbauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner einen zweiten Stabilisierungsstab umfasst, der mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Ein Leiterrahmen, aufweisend: eine periphere Struktur; ein Die-Paddle mit einer ersten Kantenseite, die einer ersten Kantenseite der peripheren Struktur zugewandt und von dieser beabstandet ist; eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die jeweils mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind und jeweils durch einen Sicherungsverbinder an einer Stelle zusammengeschmolzen oder verbunden sind, die sich zwischen der ersten Randseite der peripheren Struktur und dem Die-Paddle befindet; eine diskrete Leitung, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden und von dem Sicherungsverbinder getrennt ist; und einen Stabilisierungsstab, der zwischen der peripheren Struktur und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Leiterrahmen nach Anspruch 7, wobei der diskrete Leiter erste und zweite einander gegenüberliegende Außenkantenseiten aufweist, die jeweils an einer ersten Stelle mit der ersten Kantenseite der peripheren Struktur verbunden sind, und wobei der Stabilisierungsstab an einer zweiten Stelle, die näher an dem Die-Paddle liegt als die erste Stelle, mit der ersten Außenkantenseite des diskreten Leiters verbunden ist.
Leiterrahmen nach Anspruch 7 oder 8, wobei die diskrete Leitung ein proximales Ende aufweist, das dem Die-Paddle zugewandt ist, und wobei die zweite Stelle zwischen der ersten Stelle und dem proximalen Ende der diskreten Leitung liegt.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die zweite Außenkantenseite der diskreten Leitung den mehreren verschmolzenen Leitungen zugewandt ist, und wobei ein Spalt, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt, zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und den mehreren verschmolzenen Leitungen vorgesehen ist.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die periphere Struktur eine zweite Kantenseite umfasst, die einen winkligen Schnittpunkt mit der ersten Kantenseite bildet, und wobei sich der Stabilisierungsstab zwischen der zweiten Kantenseite der peripheren Struktur und der ersten äußeren Kantenseite des diskreten Leiters erstreckt.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der diskrete Leiter ein äußerster Leiter aller mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbundenen Leiter ist, und wobei der Stabilisierungsstab auf einer Seite des diskreten Leiters angeordnet ist, die keinen Leitern zugewandt ist.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Leiterrahmen ferner einen zweiten Stabilisierungsstab umfasst, der zwischen dem peripheren Ring und der äußeren Kantenseite des diskreten Leiters verbunden ist.
Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Dicke des Stabilisierungsstabes geringer ist als die Dicke der diskreten Leitung.
Leiterrahmen nach Anspruch 14, wobei der Leiterrahmen gegenüberliegende, einander zugewandte obere und untere Flächen aufweist, wobei die obere Fläche des Leiterrahmens am Stabilisierungsstab im wesentlichen koplanar mit der oberen Fläche des Leiterrahmens bei der diskreten Leitung ist und wobei die untere Fläche des Leiterrahmens am Stabilisierungsstab vertikal von der unteren Fläche des Leiterrahmens bei der diskreten Leitung versetzt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Leiterrahmens, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines planaren Blechs; und Strukturieren des planaren Blechs um zu umfassen: eine periphere Struktur; ein Die-Paddle, der mit der peripheren Struktur verbunden ist und eine erste Kantenseite aufweist, die einer ersten Kantenseite der peripheren Struktur zugewandt und von dieser beabstandet ist; eine Vielzahl von verschmolzenen Leitungen, die jeweils mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden sind und jeweils durch einen Sicherungsverbinder an einer Stelle, die sich zwischen der ersten Randseite der peripheren Struktur und dem Die-Paddle befindet, miteinander verschmolzen oder verbunden sind; eine diskrete Leitung, die mit der ersten Randseite der peripheren Struktur verbunden und von dem Sicherungsverbinder getrennt ist; und einen Stabilisierungsstab, der zwischen der peripheren Struktur und einer äußeren Randseite der diskreten Leitung verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die diskrete Leitung eine erste und eine zweite, einander gegenüberliegende Außenkantenseite aufweist, die jeweils an einer ersten Stelle mit der ersten Kantenseite der peripheren Struktur verbunden sind, und wobei der Stabilisierungsstab mit der ersten Außenkantenseite der diskreten Leitung an einer zweiten Stelle verbunden ist, die näher an dem Die-Paddle liegt als die erste Stelle.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die zweite Außenkantenseite der diskreten Leitung den mehreren verschmolzenen Leitungen gegenüberliegt und wobei ein Spalt, der sich über die gesamte Länge der diskreten Leitung erstreckt, zwischen der zweiten Außenkantenseite der diskreten Leitung und den mehreren verschmolzenen Leitungen vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das ebene Blech so strukturiert wird, dass die Dicke des Stabilisierungsstabes geringer ist als die Dicke der diskreten Leitung.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Stabilisierungsstab durch Halbätzen des ebenen Blechs gebildet wird.