DE19639183A1

DE19639183A1 - Anschlußrahmen für ein mikroelektronisches Bauteil, Verfahren zu dessen Herstellung und den Anschlußrahmen umfassendes mikroelektronisches Bauteil

Info

Publication number: DE19639183A1
Application number: DE1996139183
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Phys Pape
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-02
Also published as: WO1998013866A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlußrahmen für ein mikro elektronisches Bauteil, eine Vorstufe desselben, ein Verfah ren zu dessen Herstellung und ein mikroelektronisches Bau teil, welches den erfindungsgemäßen Anschlußrahmen umfaßt.

Oberflächenmontierte mikroelektronische Bauteile, die allge mein als SMT-Bauteile bezeichnet werden, umfassen in der Re gel einen Anschlußrahmen, auf dem ein Halbleiterchip befe stigt ist. Der Halbleiterchip ist mit den Anschlußfingern des Anschlußrahmens kontaktiert, z. B. durch Drahtbonden. Das mi kroelektronische Bauteil ist meist von einem Gehäuse aus Kunststoff umschlossen, aus dem die Anschlußfinger herausge führt sind. In einer weit verbreiteten Ausgestaltungsform weisen die Anschlußrahmen in einem mittleren Bereich eine so genannte Insel auf, die zur Befestigung des Halbleiterchips dient. Üblicherweise wird der Halbleiterchip auf die Insel aufgeklebt, er kann jedoch auch aufgelötet oder auflegiert sein.

Bei den oben beschriebenen mikroelektronischen Bauteilen, insbesondere bei hochintegrierten Schaltungen mit hohen Ver lustleistungen, ist die Abfuhr von Verlustwärme ein Problem. Bei unzureichender Wärmeabfuhr kann es zu unzulässig hohen Chiptemperaturen kommen, durch die die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der integrierten Schaltung verringert werden oder das Bauteil sogar zerstört wird.

Ein zweites, davon unabhängiges Problem ist die Bauteilver biegung, die durch den Bimaterialeffekt in erster Linie des Chip/Inselverbundes verursacht wird, wobei auch eine unsymme trische Kunststoffdicke über und unter diesem Verbund zur Verbiegung beitragen kann. Wenn möglich, werden derartige Un symmetrien jedoch vermieden. Chip und Insel werden bei hoher Temperatur zusammengefügt (Klebung 180-200°C, Lötung < 200°C, Legierung < 300°C). Auch die Umhüllung dieses Ver bundes mit Kunststoff findet bei ca. 180°C statt. Kühlt das Bauteil auf Raumtemperatur oder noch tiefer ab, kommt es, be dingt durch den Bimaterialeffekt aufgrund der unterschiedli chen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten von Halbleiterchip und Insel, zu Aufwölbungen der Insel und des Kunststoffgehäuses. Letzteres macht sich vor allem bei dünnen Gehäusen bemerkbar, die in der SMT(Surface Mount Technology)-Montage bevorzugt eingesetzt werden.

Der Bimaterialeffekt tritt besonders bei Verwendung von An schlußrahmen aus Kupfer oder Kupferlegierungen auf, da deren Wärmeausdehnungs-Koeffizienten sehr stark von den Wärmeaus dehnungs-Koeffizienten der Halbleitermaterialien Silicium oder Galiumarsenid abweichen. Beim Kontaktieren von Halblei terchip und Kupfer-Anschlußrahmen, das in der Regel bei einer Temperatur über 200°C durchgeführt wird, bildet sich außer dem auf dem Anschlußrahmen und der Inselrückseite eine Kup feroxid-Schicht, die leicht abblättert und zur Delamination zwischen Anschlußrahmen mit Inselrückseite einerseits und dem angrenzenden Kunststoff des Gehäuses andererseits führt. In delaminierten Bereichen, insbesondere an der großen Fläche der Inselrückseite kann sich Feuchte ansammeln und beim Löt prozeß schlagartig verdampfen ("pop corn"-Effekt). Dadurch wird das IC-Gehäuse zerstört.

Zwar sind Anschlußrahmen bekannt, deren Wärmeausdehnungs-Ko effizienten denjenigen der Halbleitermaterialien weitgehend entsprechen. Derartige Anschlußrahmen bestehen beispielsweise aus Nickel-Eisen-Legierungen. Jedoch ist ihre Wärmeleitfähig keit im Vergleich zu derjenigen von Kupfer-Anschlußrahmen niedrig, die Ableitung von Verlustwärme entsprechend schlecht.

Ein Hauptweg der Wärmeabfuhr bei Standardgehäusen verläuft vom Halbleiterchip über die Klebeverbindung in die Chipinsel und von dort in die Anschlußfinger und die Leiterplatte, auf der das mikroelektronische Bauteil befestigt ist. Da die An schlußfinger jedoch durch einen mit schlecht wärmeleitfähiger Kunststoffmasse ausgefüllten Spalt von der Insel getrennt sind, ist die Wärmeableitung oftmals nicht ausreichend.

Zur Verbesserung der Wärmeableitung aus dem Kunststoffgehäuse sind verschiedene Maßnahmen bekannt.

Eine Maßnahme besteht darin, sogenannte Pin-Insel-Verbindun gen zu schaffen. Dabei wird ein Teil der Anschlüsse des An schlußrahmens nicht von der Insel freigestanzt oder freige ätzt, sondern bleibt mit ihr verbunden. Es bleibt also eine metallische und im Vergleich zur Kunststoffmasse gut wärme leitfähige Verbindung zwischen Insel und Anschlußfingern be stehen. Nachteilig ist jedoch, daß für eine ausreichende Ver besserung der Wärmeableitung oft eine große Anzahl Anschluß finger benötigt wird. Dies trifft insbesondere für sogenannte P-QFP(Plastic Quad Flat Package)-Gehäuse mit langen und schmalen Anschlußfingern zu. Diese Anschlüsse stehen nicht mehr zur Kontaktierung mit dem integrierten Schaltkreis auf dem Halbleiterchip zur Verfügung.

Eine andere Maßnahme besteht darin, einen zusätzlichen Wärme verteiler unter die Chipinsel zu legen oder an die Chipinsel anzukleben oder anzulöten. Erstere Maßnahme führt zu schlecht reproduzierbaren und unzuverlässigen Ergebnissen, während letztere aufwendig und teuer ist.

Es ist auch bekannt, die Chipinsel selbst bis zur Gehäuse ober- oder -unterseite abzusenken und sie entweder direkt mit der Leiterplatte zu verbinden oder eine Wärmesenke anzukop peln. Diese Anordnung hat jedoch verschiedene Nachteile. Ei nerseits führt der unsymmetrische Gehäuseaufbau wegen auftre tender thermomechanischer Spannungen zu Gehäuseverbiegungen. Andererseits können durch die Nahtstellen zwischen Kunststoff und Inselrand Feuchtigkeit und Fremdionen eindringen, die auf sehr kurzen Wegen zum Chip gelangen und dort Korrosion verur sachen können. Wegen des unsymmetrischen Aufbaus und der auf tretenden thermomechanischen Spannungen sind außerdem Mikro risse bis hin zur Chipoberfläche praktisch unvermeidlich. Bei derartigen mikroelektronischen Bauteilen treten deshalb Zu verlässigkeitsprobleme auf.

Diese Nachteile können dadurch vermieden werden, daß nur ein Teil der Chipinsel auf eine der Gehäuseoberflächen herausge führt wird. Ein Randbereich der Chipinsel, auf den der Chip aufgeklebt wird, bleibt dagegen im Inneren des Gehäuses er halten. Diese Ausgestaltung eignet sich in erster Linie für mikroelektronische Bauteile mit relativ großen Halbleiter chips.

Aufgabe der Erfindung war es, ein mikroelektronisches Bauteil und insbesondere einen Anschlußrahmen für ein solches Bauteil anzugeben, die eine gute Wärmeabfuhr gewährleisten, dabei aber einfach und kostengünstig herstellbar sind. Der Anschlußrahmen sollte sich weiterhin für die Befestigung von Halbleiterchips verschiedenster Größe eignen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Anschlußrahmen ge mäß Anspruch 1, einem Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 17, einer Vorstufe des Anschlußrahmens gemäß An spruch 19 sowie einem mikroelektronischen Bauteil gemäß An spruch 20. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un teransprüchen.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung also einen An schlußrahmen für ein mikroelektronisches Bauteil, welcher eine Vielzahl von Anschlußfingern und eine Insel zur Befesti gung eines Halbleiterchips umfaßt. Der erfindungsgemäße An schlußrahmen zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens ein Teilbereich der Insel entlang wenigstens zweier Falzkanten aus der Ebene der Insel herausgefalzt ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Teilbereich so gefalzt, daß er einen End bereich aufweist, der im wesentlichen parallel zur Insel ver läuft; Der Teilbereich wird also gekröpft. Das Umfalzen um die Falzkanten umfaßt im Sinne dieser Erfindung auch, daß der Insel-Teilbereich umgebogen wird, ohne daß eine scharf defi nierte Kante, sondern beispielsweise eine Wölbung gebildet wird.

Wird der Anschlußrahmen nach Befestigung und Kontaktierung des Halbleiterchips mit Kunststoffmasse umhüllt, steht der abgefalzte Endbereich über eine der Gehäuseoberflächen vor oder schließt mit dieser ab. Er kann entweder direkt mit der Leiterplatte, auf der das fertige mikroelektronische Bauteil befestigt wird, verbunden werden, oder es wird auf an sich bekannte Art und Weise eine Wärmesenke, beispielsweise in Form einer Metallplatte, aufgebracht. Die Ableitung von Ver lustwärme erfolgt also vom Halbleiterchip über eine Befesti gungsschicht, die üblicherweise aus Klebstoff besteht, in die Insel und von dort direkt über einen abgefalzten Teilbereich der Insel entweder in die Leiterplatte oder die Wärmesenke.

Es werden demnach einerseits keine für die Kontaktierung be nötigten Anschlußfinger des Anschlußrahmens für die Wärmeab fuhr verbraucht, andererseits treten die bei der Ansenkung der ganzen Chipinsel beschriebenen Probleme nicht auf. Da durch daß nur ein Teilbereich der Insel abgefalzt wird, blei ben Restbereiche der Insel im Inneren des Kunststoffgehäuses erhalten, auf denen der Halbleiterchip angeordnet werden kann. Der Weg von Feuchtigkeit oder Fremdionen, die bis zum Halbleiterchip eindringen und dort für Beschädigungen sorgen können, kann noch zusätzlich verlängert werden, indem der ab gefalzte Insel-Teilbereich nicht auf direktem Wege an die Ge häuseoberfläche geführt wird, sondern schräg, in einem Winkel ungleich 90°. Der Weg der Feuchtigkeit oder Fremdionen, die entlang der Nahtstelle von Anschlußrahmen und Kunststoffge häuse eindringen, verlängert sich dadurch.

Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Lösungen besteht dar in, daß die Teilbereiche, was ihre Anzahl, Größe und Form an betrifft, auf vielfältige Weise variiert werden können. Die Auswahl der genannten Parameter richtet sich unter anderem nach Form und Größe der Insel, dem zu verwendenden Halblei terchip und der abzuführenden Wärmemenge. Dabei ist anzumer ken, daß der Größe des abgefalzten Endbereichs des Insel-Teilbereichs keine besondere Bedeutung zukommt, da bereits ein relativ kleiner Endbereich für eine hinreichende Wärmeab fuhr ausreicht.

Die erfindungsgemäßen Anschlußrahmen können nur einen abge falzten Insel-Teilbereich aufweisen oder auch mehrere, bei spielsweise zwei bis sechs oder gegebenenfalls noch mehr. Zweckmäßig werden die abgefalzten Teilbereiche hergestellt, indem entlang deren späteren Umrißlinien in der Insel Trenn linien erzeugt werden. Dies kann beispielsweise durch Stanzen oder mit Hilfe eines Lasers erfolgen. Dabei bleibt eine Ver bindungsstelle zwischen Insel und Insel-Teilbereich bestehen. Diese Verbindungsstelle bildet zweckmäßig eine erste Falz kante, entlang derer der Teilbereich aus der Inselebene her ausgefalzt wird. Der Teilbereich wird wenigstens noch ein zweites Mal gefalzt, um so einen Endbereich zu ergeben, der im fertigen Bauteil über eine Gehäuseoberfläche herausgeführt ist oder mit dieser abschließt. Es ist jedoch auch möglich, den Insel-Teilbereich mehr als zweimal zu falzen, beispiels weise wenn der Verbindungsbereich zwischen Insel und Endbe reich verlängert werden soll, um das Eindringen von Feuchtig keit in das Gehäuse zu erschweren.

Der Teilbereich oder die Teilbereiche der Insel, die heraus gefalzt werden sollen, können beispielsweise so auf der Insel angeordnet sein, daß für einen Halbleiterchip einer vorgege benen Größe eine Auflagefläche geeigneter Form und Größe ver bleibt. Der erfindungsgemäße Anschlußrahmen weist dabei den zusätzlichen Vorteil auf, daß durch das Wegfalzen von Teilbe reichen der Insel die Berührungsfläche zwischen Insel und Halbleiterchip verkleinert und dadurch der Bimaterialeffekt vermindert wird. Die Erfindung hat also gleichzeitig zwei Vorteile. Einerseits wird die Wärmeabfuhr verbessert, ande rerseits wird die Bauteilverbiegung durch Verminderung des Bimaterialeffektes verringert.

Werden die Teilbereiche so angeordnet, daß in der Insel ein den Anschlußfingern benachbarter Randbereich erhalten bleibt, findet zusätzlich auch der übliche Weg der Wärmeableitung über die Anschlußfinger statt. Dieser Vorgang kann noch da durch begünstigt werden, daß der Abstand von äußerem Rand der Insel zu den Anschlußfingern besonders gering gehalten wird, die Außenkontur der Insel also dem Verlauf der Anschlußfinger entlang des Inselrandes folgt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den ab gefalzten Teilbereich zusätzlich als Lötkontrolle zu verwen den. Herkömmliche Bauteile mit Lötkontrolle waren bisher so ausgestaltet, daß eine über eine Gehäuseoberfläche vorste hende oder mit dieser abschließende wärmeleitfähige Fläche, im allgemeinen einer Metallplatte (sogenannter Heat Slug), an zwei gegenüberliegenden Seiten verlängert und über die Gehäu seoberfläche herum an den Seitenkanten des Gehäuses heraufge führt wurde.

Nach dem Lötvorgang an den seitlichen Metallstegen heraustre tendes Lot zeigt einen erfolgreichen Lötvorgang an.

Erfindungsgemäß ist es möglich, wenigstens einen der abge falzten Teilbereiche, genauer einen der Endbereiche, an einer der Gehäuseoberflächen um eine Seitenkante des Gehäuses so herauszuführen, daß dieser Abschnitt nach dem Aufsetzen des mikroelektronischen Bauteils auf eine Leiterplatte oder ähn liches sichtbar ist. Nach dem Lötvorgang in diesem Bereich austretendes Lot zeigt einen erfolgreichen Lötvorgang an.

Die Erfindung soll nun anhand einiger bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher er läutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens;

Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch ein erfin dungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil;

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch ein weite res mikroelektronisches Bauteil;

Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens;

Fig. 5 schematisch eine Draufsicht auf eine weitere Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrah mens;

Fig. 6 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines weiteren erfindungsgemäßen Anschlußrah mens und

Fig. 7 schematisch einen Querschnitt durch ein erfin dungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Vorstufe eines erfindungsge mäßen Anschlußrahmens, in diesem Fall eines Anschlußrahmens vom sogenannten Dual-In-Line(DIL)-Typ. Der Vorläufer des An schlußrahmens weist eine Insel 3 zur Aufnahme eines Halblei terchips auf. Der Halbleiterchip ist im vorliegenden Fall nicht gezeigt, seine Lage im späteren mikroelektronischen Bauteil ist jedoch durch die gepunktete Linie auf der Insel angedeutet. Die Insel 3 ist an zwei Seiten von einer Vielzahl von Anschlußfingern 2 umgeben. Vor der Fertigstellung des mi kroelektronischen Bauteils wird die Insel durch Inselaufhän gungen 13 in einem Anschlußrahmen-Band gehalten. Auf der In sel 3 ist ein Insel-Teilbereich 5 angeordnet, der an zwei Seiten durch Trennlinien 11 begrenzt wird. Ein Teil der In sel-Umfangslinie bildet eine weitere Begrenzung des Teilbe reichs 5.

Um aus der Anschlußrahmen-Vorstufe einen erfindungsgemäßen Anschlußrahmen zu erhalten, wird der Teilbereich 5 entlang der mit 6 bezeichneten Falzkanten aus der Ebene der Insel 3 herausgefalzt. Vorzugsweise wird so gefalzt, daß der Endbe reich des Teilbereichs 5 nach dem Falzen parallel zur Insel ebene verläuft. Nach dem Herausfalzen des Teilbereichs 5 wird ein Halbleiterchip auf an sich bekannte Weise auf dem An schlußrahmen befestigt und mit den Anschlußfingern 2 kontak tiert. Anschließend können Anschlußrahmen und Halbleiterchip auf übliche Weise mit Kunststoff umhüllt werden.

Fig. 2 zeigt schematisch und nicht maßstabsgerecht ein erfin dungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil, welches einen er findungsgemäßen Anschlußrahmen 1 umfaßt, der aus der Vorstufe gemäß Fig. 1 hergestellt worden ist. Der Teilbereich 5 ist dabei so aus der Insel 3 herausgefalzt, daß sein Endbereich 7 parallel zu Insel 3 und Halbleiterchip 4 verläuft, der mit Klebstoff 12 auf der Insel befestigt ist. Weiterhin wurde so gefalzt, daß ein Verbindungsbereich 8 zwischen den nicht um gefalzten Bereichen der Insel 3 und dem Endbereich 7 im we sentlichen senkrecht zur Insel steht. Die vom Halbleiterchip 4 abgewandte Oberfläche des Endbereichs 7 liegt im gezeigten Fall in einer Ebene mit der Unterseite des Gehäuses 9. Es ist allerdings auch möglich, den Verbindungsbereich 8 zu verlän gern, so daß der Endbereich ganz oder teilweise über die Ge häuseunterseite vorsteht. Der an der Gehäuseoberfläche frei liegende Endbereich 7 kann nun entweder mit einer Leiter platte oder ähnlichem kontaktiert werden, auf der das mikro elektronische Bauteil befestigt werden soll, oder man befe stigt an dem Endbereich 7 eine Wärmesenke. Alternativ ist es möglich, den Teilbereich 5 so abzufalzen, daß der Endbereich 7 an der Gehäuseoberseite zu liegen kommt oder über diese hinausragt. Der Halbleiterchip 4 ist dann unter dem Anschluß rahmen befestigt. Auch in diesem Fall kann am Endbereich 7 eine Wärmesenke befestigt werden, um die im Gehäuse 9 ent standene Verlustwärme nach außen abzuleiten.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsge mäßen mikroelektronischen Bauteils. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 beschriebenen Bauteil sind im vorliegenden Fall zwei Teilbereiche 5 vorhanden, die jeweils einen Verbindungsbe reich 8 und einen Endbereich 7 aufweisen. Die beiden Teilbe reiche sind auf unterschiedliche Weise gefalzt worden, um verschiedene mögliche Ausführungsformen zu erläutern. Während der in Fig. 3 links abgebildete Teilbereich erneut so gefalzt ist, daß der Verbindungsbereich 8 senkrecht zur Insel 3 steht, ist der rechte Teilbereich so gefalzt, daß der Verbin dungsbereich 8 in einem Winkel ungleich 90° zur Insel 3 steht. Dies hat zur Folge, daß der Verbindungsbereich 8 ver längert ist, wodurch sich der Weg von Feuchtigkeit und Fremdionen, die entlang den Nahtstellen des abgefalzten In selbereichs und dem Kunststoff des Gehäuses 9 zum Halbleiter chip 4 vordringen können, ebenfalls verlängert. Die Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen, die im Gehäuse zu Kor rosion führen können, wird dadurch vermindert. Zweckmäßige Winkel, in denen der Teilbereich 5 mit seinem Verbindungsbe reich 8 von der Inselebene abgefalzt werden kann, liegen bei spielsweise im Bereich zwischen 30° und 60° bzw. 120° und 150°. Es wurde bereits eingangs erwähnt, daß der Weg, auf dem Verunreinigungen ins Innere des Gehäuses 9 eindringen können, weiter dadurch verlängert werden kann, daß der Teilbereich 5 an mehr als zwei Falzkanten abgefalzt werden kann. In der Re gel reicht es jedoch aus, den Teilbereich nur zweimal zu fal zen.

Sind in einer Insel 3 mehrere Teilbereiche 5 vorhanden, wer den diese vorzugsweise auf gleiche Weise abgefalzt, d. h. mit jeweils gleichem Winkel. Fig. 3 dient in dieser Hinsicht in erster Linie der Erläuterung der verschiedenen Ausgestal tungsmöglichkeiten.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungs gemäße Vorstufe eines Anschlußrahmens, die zwei gleiche abzu falzende Teilbereiche 5 aufweist. Es handelt sich um einen Anschlußrahmen für ein sogenanntes Quad Flat Package (QFP), bei dem die Insel 3 auf vier Seiten von Anschlußfingern 2 um geben ist. Die spätere Lage des Halbleiterchips auf der Insel ist durch die mit 4 bezeichnete punktierte Umrißlinie angege ben. Mit 13 sind erneut die Inselaufhängungen, mit 9 die Um rißlinien des späteren Kunststoffgehäuses bezeichnet. An zwei an die Außenseiten der Insel 3 angrenzenden Bereichen sind abzufalzende Teilbereiche 5 angeordnet, die durch jeweils zwei Trennlinien 11 begrenzt werden. Mit 6 sind die Falzkan ten bezeichnet, entlang denen die Teilbereiche aus der Ebene der Insel 3 herausgefalzt werden können.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Anschlußrahmens kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die Insel 3 im Be reich der mit 11 bezeichneten Linien durchtrennt wird. Dies kann beispielsweise durch Stanzen oder mit Hilfe eines Lasers geschehen. Dadurch entstehen Teilbereiche 5, die nur noch an der mit 6′ bezeichneten ersten Falzkante mit der Insel 3 ver bunden sind. Auf diese Weise wird eine Vorstufe des erfin dungsgemäßen Anschlußrahmens erhalten, die ebenfalls Gegen stand der Erfindung ist. Der Anschlußrahmen selbst kann aus der Vorstufe hergestellt werden, indem der Teilbereich ent lang der ersten Falzkante 6′ und wenigstens einer weiteren Falzkante, die im vorliegenden Fall mit 6′′ bezeichnet ist, umgefalzt wird.

Ein erfindungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil, welches den in Fig. 4 abgebildeten erfindungsgemäßen Anschlußrahmen aufweist, könnte beispielsweise so aussehen, wie das in Fig. 3 gezeigte, wobei diese Abbildung einem Schnitt durch das Bauteil im Bereich der abgefalzten Teilbereiche entspricht. Wie bereits erwähnt, ist es jedoch bevorzugt, die Teilberei che 5 in jeweils gleichem Winkel zur Insel zu falzen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens, der sich von demjenigen in Fig. 4 vor allem dadurch unterscheidet, daß auf der Insel 3 sechs Teilbereiche 5 angeordnet sind. Weiter sind diese Teilbereiche so auf der Insel angeordnet, daß ein umlaufender Randbereich der Insel erhalten bleibt, der den Anschlußfingern 2 benachbart ist. Auf diese Weise ist es möglich, vom gesamten Randbereich der Insel Wärme auf dem üblichen Weg in die Anschlußfinger abzu leiten. Dieser Weg der Wärmeableitung wird im gezeigten Fall noch dadurch verbessert, daß der Rand der Insel 3 in mög lichst geringem Abstand zu den Anschlußfingern geführt wird, die Außenkontur der Insel 3 also dem Verlauf der Anschlußfin ger 2 folgt.

Prinzipiell erfolgen die Herstellung der Teilbereiche 5 und das Abfalzen auf die bereits beschriebene Weise. Der anhand von Fig. 5 erläuterte Anschlußrahmen hat jedoch den Vorteil, daß die Insel 3 eine Auflagefläche für Halbleiterchips unter schiedlichster Größe bietet. Es ist beispielsweise möglich, sehr kleine Chips in der Mitte der Insel 3 anzuordnen und entsprechend beispielsweise nur die beiden im Zentrum der In sel 3 gelegenen Teilbereiche 5 abzufalzen. Bei Verwendung größerer Halbleiterchips können, falls erforderlich, zusätz liche Teilbereiche abgefalzt werden, so daß eine hinreichende Wärmeableitung aus dem Gehäuse 9 gewährleistet ist. Bei sehr großen Halbleiterchips, die die Inselfläche 3 im wesentlichen ausfüllen, können beispielsweise sämtliche Teilbereiche abge falzt werden. Es sind jedoch sämtliche Varianten vom Abfalzen nur eines Teilbereichs bis hin zum Abfalzen von fünf oder sechs Teilbereichen denkbar.

Die Ausgestaltung der Insel 3 bietet weiterhin die Möglich keit, die Halbleiterchips in verschiedenen Positionen auf die Insel aufzubringen. So kann ein Halbleiterchip beispielsweise mit seinen Seitenkanten parallel zu den Längskanten der lan gen Teilbereiche 5 auf die Insel 3 aufgesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch, den Halbleiterchip um beispielsweise 45° verdreht aufzusetzen. Auch nach dem Abfalzen der langen Teil bereiche 5 bietet dann der bestehengebliebene Randbereich der Insel 3 noch hinreichend Auflagefläche für die Ecken eines Halbleiterchips. Der in Fig. 5 erläuterte Anschlußrahmen be sitzt also den Vorteil, daß er auf vielfältige Weise an un terschiedliche Halbleiterchips, die unterschiedlich hohe Ver lustwärmen erzeugen, gezielt angepaßt werden kann.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich insbeson dere für Dual-In-Line(DIL)-Bausteine eignet. Der prinzipielle Aufbau des Anschlußrahmens bzw. dessen Vorstufe entspricht dem in Fig. 1 gezeigten. Im Unterschied dazu werden die abzu falzenden Teilbereiche im vorliegenden Fall jedoch von Stegen 10 gebildet, die über die Stirnseiten der Insel 3 herausste hen. Diese Stege 10 können beispielsweise den in Fig. 1 mit 13 bezeichneten Inselaufhängungen entsprechen oder als ver breiterte Inselaufhängungen ausgebildet sein. Die Breite der Stege 10 kann beispielsweise wenigstens 40% der Seitenkanten der Insel entsprechen, an denen sie angeordnet sind. In die sem Fall ist eine hinreichende Wärmeabfuhr gewährleistet. Er findungsgemäß werden die Stege 10 entlang zweier Falzkanten abgefalzt, und zwar so, daß ein Endbereich 7 des Stegs in ei ner anderen Ebene liegt als die Anschlußfinger 2 und die In sel 3. Diese Endbereiche 7 schließen, nachdem der Anschluß rahmen mit Kunststoff umhüllt wurde, vorzugsweise mit einer der Gehäuseoberflächen ab oder stehen über das Gehäuse vor.

In Fig. 7 sind zwei unterschiedliche Arten erläutert, auf die die Stege 10 gefalzt werden können. Fig. 7 zeigt einen Längs schnitt durch einen aus der in Fig. 6 gezeigten Vorstufe her gestellten Anschlußrahmen 1 nach der Montage eines Halblei terchips 4 und der Herstellung eines Gehäuses 9 aus Kunst stoff.

Der im rechten Teil der Abbildung gezeigte Steg wurde U-för mig umgefalzt, so daß der Endbereich 7 teilweise wieder im Bereich des Gehäuses 9 zu liegen kommt.

Dagegen wurde der im linken Teil der Figur abgebildete Steg 10 aus dem Gehäuse 9 herausgeführt, und der Endbereich 7 liegt außerhalb des Gehäuses.

Auf welche Weise der Steg 10 umgefalzt wird, richtet sich beispielsweise nach der später beabsichtigten Verwendung des erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 7 dient hier erneut vor al lem der Erläuterung der unterschiedlichen Falzmöglichkeiten. Vorzugsweise werden erneut mehrere Stege 10 auf gleiche Weise gefalzt, so daß symmetrische Strukturen entstehen.

Die erfindungsgemäßen Anschlußrahmen sind auf einfache Weise unter Verwendung herkömmlicher Verfahrensschritte und ohne Hinzufügen weiterer Bestandteile zum Anschlußrahmen her zu stellen. Sie ermöglichen die Abfuhr von Verlustwärme auf be sonders effektive Weise. Zudem können sie den Bimaterialef fekt reduzieren, so daß eine Aufwölbung selbst sehr dünner Gehäuse unter einen tolerierbaren Wert von ca. 30 µm erreicht wird.

Bezugszeichenliste

1 Anschlußrahmen
2 Anschlußfinger
3 Insel
4 Halbleiterchip
5 Insel-Teilbereich
6 Falzkante
6′ erste Falzkante
6′′ weitere Falzkante
7 Endbereich
8 Verbindungsbereich
9 Gehäuse
10 Steg
11 Trennlinie
12 Klebstoff
13 Inselaufhängung

Claims

1. Anschlußrahmen (1) für ein mikroelektronisches Bauteil, welcher eine Vielzahl von Anschlußfingern (2) und eine Insel (3) zur Befestigung eines Halbleiterchips (4) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teilbereich (5) der Insel (3) entlang we nigstens zweier Falzkanten (6) aus der Ebene der Insel (3) herausgefalzt ist.

2. Anschlußrahmen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so gefalzt ist, daß ein Endbereich (7) im wesentlichen parallel zur Insel (3) verläuft.

3. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen abgefalzten Teilbereich (5) umfaßt.

4. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei bis sechs abgefalzte Teilbereiche (5) umfaßt.

5. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Teilbereich (5) der Insel (3) entlang zweier Falzkanten (6) abgefalzt ist.

6. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbereich (7) und Insel (3) verbindender Verbin dungsbereich (8) in einem Winkel von 90° zur Insel (3) abge falzt ist.

7. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbereich (7) und Insel (3) verbindender Verbin dungsbereich (8) in einem Winkel ungleich 90°, beispielsweise von 30° bis 60° bzw. 120° bis 150°, zur Insel (3) abgefalzt ist.

8. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so angeordnet ist, daß in einem den Anschlußfingern (2) benachbarten Bereich der Insel (3) ein Insel-Randbereich erhalten bleibt.

9. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand der Insel (3) in möglichst geringem Ab stand zu den Anschlußfingern (2) geführt wird.

10. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so ausgestaltet ist, daß sein Endbereich (7) nach dem Umhüllen mit einem Gehäuse (9) aus Kunststoff mit einer der Gehäuseoberflächen ab schließt oder über diese vorsteht.

11. Anschlußrahmen, insbesondere Anschlußrahmen für Dual-In-Line(DIL)-Bauteile, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Teilbereich (5) ein über eine der Seitenkanten der Insel (3) heraus verlängerter Steg (10) ist, welcher so gefalzt ist, daß sein Endbereich (7) in einer an deren Ebene liegt als die Anschlußfinger (2) und die Insel (3)
12. Anschlußrahmen gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verlängerte Stege (10) an beiden Stirnseiten der In sel (3) angeordnet sind.

13. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (10) eine Breite aufweisen, die wenigstens 40% der Breite der Seitenkanten der Insel (3), an denen sie ange ordnet sind, entspricht.

14. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbereich (7) der Stege (10) so abgefalzt ist, daß er nach dem Umhüllen mit einem Gehäuse (9) aus Kunststoff mit einer der Gehäuseoberflächen abschließt oder über diese vor steht.

15. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbereich (7) der Stege (10) so abgefalzt ist, daß er nach dem Umhüllen mit einem Gehäuse (9) aus Kunststoff außerhalb des Gehäuses (9) im wesentlichen parallel zu einer der Gehäuseoberflächen verläuft und entweder in einer Ebene mit der Gehäuseoberfläche oder über diese vorstehend angeord net ist.

16. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche (7) als Lötkontrolle dienen.

17. Verfahren zum Herstellen eines Anschlußrahmens gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Erzeugen von Trennlinien (11) in der Insel (3) entlang den Umrißlinien des Insel-Teilbereichs (5) unter Belassen einer ersten Falzkante (6′) und
b) Umfalzen des Teilbereichs entlang der ersten Falzkante (6′) und wenigstens einer weiteren Falzkante (6′′), so daß ein End bereich (7) und ein Verbindungsbereich (8) gebildet werden.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinien (11) eingestanzt, geätzt oder mit einem Laser erzeugt werden.

19. Anschlußrahmen mit nicht umgefalzten Insel-Teilbereichen (5), erhältlich nach Schritt a) des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18.

20. Mikroelektronisches Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 umfaßt.