DE19715739A1 - Halbleiter-Bauelement - Google Patents

Halbleiter-Bauelement

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DE19715739A1 DE19715739A DE19715739A DE19715739A1 DE 19715739 A1 DE19715739 A1 DE 19715739A1 DE 19715739 A DE19715739 A DE 19715739A DE 19715739 A DE19715739 A DE 19715739A DE 19715739 A1 DE19715739 A1 DE 19715739A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Bauelement mit einem Halbleiter-Chip und mehreren elektrisch leitenden Anschlußfingern, die in der sogenannten LOC-Technik (Lead-On-Chip-Technik) auf dem Halbleiter-Chip montiert sind.
Seit einigen Jahren werden Halbleiter-Bauelemente unter Verwendung der sogenannten LOC-Technik hergestellt, bei der die die Kontaktbeine des Bauelements bildenden An­ schlußfinger auf einer mit Anschluß-Pads versehenen Hauptseitenfläche des Halbleiter-Chip durch Verkleben mechanisch fixiert werden (EP-A-0 198 194). Die einzel­ nen Anschlußfinger sind während dieses Prozeßschrittes über einen umlaufenden Rahmen miteinander verbunden. Die Klebeverbindung der Anschlußfinger mit dem Halblei­ ter-Chip hat während der Herstellung des Halbleiter-Bausteins den Zweck, die Anschlußfinger am Halbleiter-Chip zu fixieren, um nämlich die Bonddraht-Verbindung zwischen den Anschlußfingern und den Anschluß-Pads des Halbleiter-Chip zu erstellen und um die Anschlußfinger positioniert zu halten, wenn der Halbleiter-Chip zusam­ men mit den Anschlußfingern mit Kunststoffmasse um­ spritzt wird. Die aus dem Kunststoff-Gehäuse heraus­ ragenden Abschnitte der Anschlußfinger stellen die Beinchen des Halbleiter-Bauelements dar und dienen der Kontaktierung auf einer Platine. Dadurch, daß sich die Anschlußfinger verhältnismäßig weit in das Kunststoff­ gehäuse des Halbleiter-Bauelements hinein erstrecken, ist ihre Stabilität erhöht, was sich positiv auf die mechanische Widerstandskraft des Halbleiter-Bauelements auswirkt.
Aus den obigen Gründen hat sich die Verklebung der An­ schlußfinger mit dem Halbleiter-Chip grundsätzlich be­ währt. Ein Problem dieser LOC-Technik ist, daß die ver­ wendeten Kleber im allgemeinen nicht lösungsmittelfrei sind. Das bedeutet, daß nach dem Aushärten der Kleber immer noch Lösungsmittelreste im Kleber verbleiben. Hinzu kommt, daß die im Regelfall verwendeten Kleber hygroskopisch sind, so daß sich im ausgehärteten Kleber Feuchtigkeit ansammeln kann. Die nach dem Umspritzen von Halbleiter-Chip und Anschlußfinger mit Kunststoff noch eingeschlossene Feuchtigkeit sowie Lösungsmittel­ reste bürgen die Gefahr in sich zu verdampfen, wenn das Halbleiter-Bauelement bei der Weiterbehandlung bei­ spielsweise durch Löten erwärmt wird. Durch den erhöh­ ten Dampfdruck im Inneren des Kunststoffgehäuses können sich Risse bilden, durch die Verunreinigungen eindrin­ gen können. Als Folge davon können Funktionsstörungen oder gar Totalausfälle des Bauelements verzeichnet wer­ den.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in LOC-Technik montiertes Halbleiter-Bauelement zu schaffen, bei dem die Gefahr von Beschädigungen infolge des Ein­ schlusses von Feuchtigkeits- und Lösungsmittelresten in dem Kunststoffgehäuse ausgeschlossen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Halbleiter-Bauelement vorgeschlagen, das versehen ist mit einem Halbleiter-Chip, der mehrere Anschluß-Pads auf mindestens einer seiner Hauptseitenflächen auf­ weist, mehreren sich teilweise über die mindestens eine Hauptseitenfläche des Halbleiter-Chip erstreckende elektrisch leitenden Anschlußfinger und Bonddrähten zum elektrischen Verbinden der Anschlußfinger mit den An­ schluß-Pads des Halbleiter-Chip. Dabei ist erfindungs­ gemäß vorgesehen,
  • - daß sich über die mindestens eine Hauptseiten­ fläche des Halbleiter-Chip mindestens ein Halte­ vorsprung erstreckt,
  • - daß der mindestens eine Haltevorsprung mit der mindestens einen Hauptseitenfläche des Halbleiter-Chip verklebt ist und
  • - daß sich die Anschlußfinger verbindungsfrei über die mindestens eine Hauptseitenfläche des Halblei­ ter-Chip erstrecken.
Nach der Erfindung sind nicht die Anschlußfinger son­ dern mindestens ein Haltevorsprung mit der mindestens einen die Anschluß-Pads aufweisenden Hauptseitenfläche des Halbleiter-Chip durch Verkleben verbunden. Der min­ destens eine Haltevorsprung ragt über den Halbleiter-Chip über, wobei die mindestens eine Hauptseitenfläche in diesem Bereich keine Anschluß-Pads aufweist und sich in diesem Bereich auch keine Anschlußfinger erstrecken. Die Anschlußfinger selbst können, ohne mit dem Halblei­ ter-Chip mechanisch verbunden zu sein, auf dessen min­ destens einer Hauptseitenfläche aufliegen oder sich mit geringem Abstand (einige wenige 100 µm) oberhalb der Hauptseitenfläche erstrecken. Die Beabstandung der An­ schlußfinger von der Hauptseitenfläche des Halbleiter-Chip hat den Vorteil, daß der Halbleiter-Chip infolge Kontakts mit den Anschlußfingern nicht beschädigt wird. Die Beabstandung sorgt auch beim Ultraschall-Verbonden dafür, daß die Anschlußfinger nicht in Kontakt mit dem Halbleiter-Chip gelangen.
Dadurch, daß die Verklebung des Halbleiter-Chip ledig­ lich in demjenigen Flächenbereich erfolgt, innerhalb dessen sich der mindestens eine Haltevorsprung er­ streckt, wird die Menge an Kleber im Vergleich zu einer vollflächigen Verklebung ganz entscheidend reduziert. Dadurch wiederum sinkt auch die Gefahr von Beschädigun­ gen des fertig montierten Halbleiter-Bauelements in­ folge von verdampfenden Lösungsmittelresten des Klebers und Feuchtigkeitseinschlüssen.
Wie die Anschlußfinger, so erstreckt sich auch der min­ destens eine Haltevorsprung während der Montage des Halbleiter-Bauelements von einem umlaufenden Rahmen einwärts, so daß sich der Halbleiter-Chip während der Montage über den mindestens einen Haltevorsprung am Rahmen abstützt. Vorzugsweise sind am Rahmen mehrere und insbesondere zwei Haltevorsprünge vorgesehen, die sich an den einander abgewandten Schmalseiten des Halb­ leiter-Chip über diesen erstrecken.
Zweckmäßig ist es ferner, wenn der mindestens eine Hal­ tevorsprung zugleich auch als elektrischer Leiter zum Verbinden mit einem Anschluß-Pad des Halbleiter-Chip eingesetzt werden kann. Bei dem Haltevorsprung handelt es sich also dann um eine Art Anschlußfinger, wobei der Haltevorsprung eine andere Form als die übrigen An­ schlußfinger aufweisen kann. Insoweit ist es auch denk­ bar, daß der Anschlußrahmen (Lead-Frame), von dem sich aus sämtliche Anschlußfinger einwärts erstrecken, keine speziellen Haltevorsprünge aufweist, sondern vielmehr ein oder mehrere, in jedem Fall jedoch nicht alle An­ schlußfinger die Funktion des mindestens einen Halte­ vorsprungs übernehmen. In diesem Fall ist also min­ destens ein Anschlußfinger mit dem Halbleiter-Chip ver­ klebt.
Die Besonderheit der zuvor beschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelements besteht also darin, daß lediglich ein Anschlußfinger oder einige wenige der je nach Größe des Halbleiter-Chip in einer Vielzahl vorhandenen Anschlußfinger mit dem Halbleiter-Chip verklebt ist bzw. sind. Auch dies reduziert die Menge an Klebematerial ganz entscheidend.
Von dem umlaufenden, die Anschlußfinger tragenden Rah­ men stehen insbesondere zwei Haltevorsprünge ab, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Mindestens einer dieser beiden Haltevorsprünge erstreckt sich dabei zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten des Rahmens und überbrückt damit das Innere des Rah­ mens. Vorzugsweise hat dieser Haltevorsprung die Form eines Steges, der an seinen Enden mit dem Rahmen ein­ stückig verbunden ist. Ein derartiger Haltevorsprung kann als sogenannte bus-bar verwendet werden, mit dem die Spannungsversorgungs-Anschlußpads des Halbleiter-Chip über Bonddrähte verbunden werden. Ferner ist die­ ser stegförmige Haltevorsprung mit den Anschlußfingern verbunden, die die der Spannungsversorgung dienenden Anschlußbeinchen des Halbleiter-Bauelements bilden. Hierzu muß der Haltevorsprung beispielsweise nach dem Umspritzen des verbondeten Halbleiter-Chip mit Kunst­ stoff von dem Rahmen des Lead-Frame abgetrennt werden.
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zei­ gen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen in LOC-Technik auf einem Halbleiter-Chip montierten Lead-Frame mit Anschlußfingern und zwei Haltevorsprüngen, die sich jeweils über die mit den Anschluß-Pads versehene Oberseite des Halbleiter-Chip er­ strecken, und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II der Fig. 1 zur Verdeutlichung des Umstandes, daß die Anschlußfinger sich in geringem Abstand oberhalb der Oberseite des Halbleiter-Chip er­ strecken, während die Haltevorsprünge mit dem Halbleiter-Chip verklebt sind.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Halbleiter-Chip 10 mit einem auf diesen aufgeklebten Lead-Frame 12. Der Halb­ leiter-Chip 10 weist eine in der Darstellung gemäß Fig. 1 obenliegende Hauptseitenfläche 14 (Oberseite) auf, auf der einzelne Anschluß-Pads 16 ausgebildet sind. Auf diese Hauptseitenfläche 14 wird der Lead-Frame 12 auf­ gelegt, der aus einem dünnen Metallstreifen besteht und einen umlaufenden Rahmen 18 mit von diesem nach innen abstehenden, in zwei Reihen nebeneinander und einander gegenüberliegend angeordneten Anschlußfingern 20 be­ steht. Diese Anschlußfinger 20 weisen im Bereich ihrer innenliegenden und einander gegenüberliegenden Enden Anschlußfelder 22 auf, die über Bonddrähte 24 mit den Anschluß-Pads 16 des Halbleiter-Chip 10 verbunden sind. In Fig. 1 ist lediglich ein umlaufender Rahmen 18 eines Lead-Frame-Metallstreifens gezeigt, der mehrere, im Regelfall acht, derartige nebeneinanderliegende und einstückig miteinander verbundene Rahmen 18 aufweist.
Neben den Anschlußfingern 20 erstrecken sich von dem umlaufenden Rahmen 18 des Lead-Frame 12 aus auch zwei Haltevorsprünge 26, die einander gegenüberliegend ange­ ordnet sind und sich über die Oberseite 14 des Halblei­ ter-Chip 10 erstrecken. Gemäß Fig. 2 sind diese Halte­ vorsprünge 26 durch eine Klebeschicht 28 (beispielswei­ se auf die der Oberseite 14 des Halbleiter-Chip 10 zu­ gewandte Unterseite der Haltevorsprünge 26 aufgebrach­ ter Lack) mit dem Halbleiter-Chip 10 mechanisch verbun­ den. Wie ebenfalls in Fig. 2 zu erkennen ist, verlaufen die Anschlußfinger 20 in geringem Abstand zur Oberseite 14 des Halbleiter-Chip 10. Durch diese Beabstandung wird unter anderem erreicht, daß die Anschlußfinger 20 bei der Verbindung der Bonddrähte 24 mit ihren An­ schlußfeldern 22 die Oberseite 14 des Halbleiter-Chip 10 nicht berühren und damit auch keine Beschädigungen verursachen können.

Claims (6)

1. Halbleiter-Bauelement mit
  • - einem Halbleiter-Chip (10), der mehrere An­ schluß-Pads (16) auf mindestens einer seiner beiden Hauptseitenflächen (14) aufweist,
  • - mehreren sich teilweise über die mindestens eine Hauptseitenfläche (14) des Halbleiter-Chip (10) erstreckende elektrisch leitende Anschluß­ finger (20) und
  • - Bonddrähte (24) zum elektrischen Verbinden der Anschlußfinger (20) mit den Anschluß-Pads (16) des Halbleiter-Chip (10),
    dadurch gekennzeichnet,
  • - daß sich über die mindestens eine Hauptseiten­ fläche (14) des Halbleiter-Chip (10) mindestens ein Haltevorsprung (26) erstreckt,
  • - daß der mindestens eine Haltevorsprung (26) mit der mindestens einen Hauptseitenfläche (14) des Halbleiter-Chip (10) verklebt ist und
  • - daß sich die Anschlußfinger (20) verbindungs­ frei über die mindestens eine Hauptseitenfläche (14) des Halbleiter-Chip (10) erstrecken.
2. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anschlußfinger (20) auf der mindestens einen Hauptseitenfläche (14) des Halb­ leiter-Chip (10) aufliegen.
3. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Anschlußfinger (20) ohne Berührung des Halbleiter-Chip (10) über des­ sen mindestens eine Hauptseitenfläche (14) er­ strecken.
4. Halbleiter-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Haltevorsprung (26) über einen Bonddraht (24) elektrisch mit einem Anschluß-Pad (16) auf der mindestens einen Hauptseitenfläche (14) des Halb­ leiter-Chip (10) verbunden ist.
5. Halbleiter-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einander gegenüberliegende Haltevorsprünge (26) vorgesehen.
6. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haltevorsprünge (26) untereinander insbesondere mechanisch und elektrisch verbunden sind.
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CN101540307B (zh) * 2008-03-20 2010-10-20 力成科技股份有限公司 引脚在芯片上的半导体封装构造

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