DE19908186C2

DE19908186C2 - Integrierte Schaltkreis, Verfahren zu seiner Herstellung, Gußform zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Funktionsprüfung des integrierten Schaltkreises

Info

Publication number: DE19908186C2
Application number: DE19908186A
Authority: DE
Inventors: Christian Hauser; Ulrich Vidal
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: WO2000051176A1; US20020024126A1; EP1157418A1; DE19908186A1

Description

Die Erfindung betrifft einen integrierten Schaltkreis, ein Verfahren zur Herstellung des integrierten Schaltkreises und eine Gußform zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Verfahren zur Funktionsprüfung des integrierten Schaltkreises gemäß den Gegenständen der unabhängigen Ansprü che.

Aus der Druckschrift DE 38 14 257 A1 ist es bekannt, integrierte Schaltkreise mit einem Kunststoffgehäuse herzustellen. Dazu weist die Vorrichtung eine Gußform und einen Anschlußrahmen auf. Aus der Druckschrift DE 41 02 934 A1 ist eine Gießvorrich tung zum Eingießen von Halbleiterbauelementen in Harz und ein Verfahren zum Aufsetzen von Leiterrahmen auf eine Gießform bekannt, um integrierte Schaltungen mit einem Kunststoffge häuse herzustellen. Nach der Herstellung wird eine integrier te Schaltung einem elektrischen Funktionstest unterworfen. Testsysteme und Testverfahren sind aus der Druckschrift EP 0 142 366 A1 bekannt.

Bei einem solchen Funktionstest muß ein integrierter Schalt kreis in einem Testsockel eingebracht werden und kann dann elektrisch kontaktiert und geprüft werden.

Beim Testen der im Stand der Technik bekannten integrierten Schaltkreise kommt es häufig vor, daß ein elektrischer Funk tionstest negativ ausfällt, obwohl der integrierte Schalt kreis funktionsfähig ist. Dadurch entsteht ein erhöhter Aus schuß.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen integrierten Schaltkreis bereitzustellen, bei dessen Herstellung ein ver mindertes Maß an Ausschuß anfällt. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Gußform zur Herstellung eines integrier ten Schaltkreises mit einem Kunststoffgehäuse sowie ein Ver fahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises bereitzustellen, durch die ein verminderter Ausschuß ermöglicht wird. Schließlich soll ein verbessertes Verfahren zur Funk tionsprüfung bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.

Eine erfindungsgemäße Gußform gliedert sich in einen ersten Gußformbereich mit einem ersten Kavitätsbereich und in wenig stens einen zweiten Gußformbereich mit einem zweiten Kavi tätsbereich. In zusammengesetztem Zustand von erstem Gußform bereich und zweitem Gußformbereich bilden der erste Kavitäts bereich und der zweite Kavitätsbereich eine Kavität zur Auf nahme eines metallischen Leadframes. Zur Ausbildung des Kunststoffgehäuses wird die Kavität bei eingesetztem Lead frame mit Kunststoffmasse gefüllt. Gemäß der Erfindung weist die Gußform wenigsten einen Kantenbereich zur Ausbildung ei ner Zentrierungskante auf. Der Kantenbereich hat im ersten Kavitätsbereich mindestens einen ersten Kontaktbereich, der in zusammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich und zweitem Gußformbereich mit dazwischen eingebrachtem Leadframe an einem im zweiten Kavitätsbereich vorgesehenen zweiten Kon taktbereich anliegt.

Gemäß einem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken wird mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Gußform die Herstellung ei nes gratfreien Kunststoffgehäuses ermöglicht. Gerade im Kan tenbereich wird dann das Kunststoffgehäuse nämlich aus schließlich von der Gußform geformt, die sich auf einfache Weise so ausbilden läßt, daß im Kunststoffgehäuse kein Grat vorhanden ist.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die unzutreffend als funktionsuntüchtig erkannten integrierten Schaltkreise auf grund des Vorhandenseins eines unerwünschten Grats am Kunst stoffgehäuse mangelhafte Ergebnisse beim Funktionstest zei gen. Bei dem Funktionstest werden die integrierten Schalt kreise zunächst in einen Testsockel eingebracht und dann elektrisch kontaktiert. Gerade bei sehr kleinen Leadframe- Abmessungen ist eine genaue Zentrierung des integrierten Schaltkreises im Sockel erforderlich. Die Ausrichtung des in tegrierten Schaltkreises erfolgt über Anschläge, die die Ec ken des integrierten Schaltkreises als Basis benutzen. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Gußform hat sich heraus gestellt, daß sich integrierte Schaltkreise mit Kunststoffge häusen fertigen lassen, die sich besonders genau in einem Testsockel zentrieren lassen, und zwar auch dann, wenn auf grund des Fertigungsverfahrens ein Versatz zwischen dem soge nannten "Package" und dem Leadframe gegeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Guß form bereitgestellt, die sich in einem ersten Gußformbereich mit einem ersten Kavitätsbereich und wenigstens einem zweiten Gußformbereich mit einem zweiten Kavitätsbereich gliedert. Danach wird ein metallisches Leadframe zwischen den ersten Gußformbereich und zweiten Gußformbereich eingesetzt. Darauf hin wird der erste Gußformbereich derart mit dem zweiten Guß formbereich zusammengefahren, daß zwischen dem ersten Guß formbereich und dem zweiten Gußformbereich der erste Kavi tätsbereich und der zweite Kavitätsbereich eine Kavität zur Aufnahme des metallischen Leadframes bilden. Die dabei ausgebildete Kavität ist zur Aufnahme von Kunststoff masse bestimmt. Gemäß der Erfindung erfolgt das Zusammen fahren von erstem Gußformbereich und zweitem Gußformbereich derart, daß wenigstens ein erster Kontaktbereich im ersten Gußformbereich an einem im zweiten Kavitätsbereich vorge sehenen zweiten Kontaktbereich anliegt. Bei dem erfindungsge mäßen Verfahren wird anders als bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren die Kavität im Bereich zwischen dem er sten Gußformbereich und zweitem Gußformbereich nicht allein über einen Bereich des Leadframes abgedichtet. Vielmehr ist vorgesehen, daß der erste Gußformbereich und der zweite Guß formbereich das Leadframe nur teilweise von der Oberseite bzw. von der Unterseite berühren. Zusätzlich berühren sich der erste Gußformbereich und der zweite Gußformbereich un mittelbar, wobei gerade an diesen Berührungsstellen, an dem ein erster Kontaktbereich im ersten Kavitätsbereich an einem zweiten Kontaktbereich im zweiten Kavitätsbereich anliegt, eine gratfreie Oberfläche des mit der Gußform hergestellten Kunststoffgehäuses sicherstellt.

Der integrierte Schaltkreis der Erfindung weist ein metal lisches Leadframe und ein Kunststoffgehäuse auf, wobei das Kunststoffgehäuse wenigstens einen Zentrierungsabschnitt hat, der in der Hauptdurchstreckungsebene des Leadframes angeord net sein kann. Bei dem erfindungsgemäßen integrierten Schalt kreis bedeckt das Kunststoffgehäuse das Leadframe zumindest im Bereich des Zentrierungsabschnitts im wesentlichen voll ständig, so daß eine glatte, gratfreie Oberfläche am Kunst stoffgehäuse ausgebildet ist.

Gemäß der Erfindung kann die Gußform auch mehrere Kantenbe reiche aufweisen, die zur Herstellung von mehreren Zentrie rungsabschnitten am Gehäuse des integrierten Schaltkreises dienen. Dabei kann der erste Kontaktbereich im ersten Kavi tätsbereich eine erste Kontaktfläche aufweisen, die im zusam mengesetzten Zustand von erstem Gußformbereich und zweitem Gußformbereich auf einer an dem zweiten Kontaktbereich vorge sehenen, zweiten Kontaktfläche anliegt. Vorzugsweise liegen in zusammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich und zweitem Gußformbereich die beiden Kontaktflächen in einer Teilungsebene der Gußform, so daß sich Hinterschneidungen in der Gußform vermeiden lassen. Durch das Vorsehen einer ersten Kontaktfläche und einer zweiten Kontaktfläche wird die Her stellung eines gratfreien Kunststoffgehäuses gerade im Be reich des Zentrierungsabschnitts ermöglicht. Dabei fällt we nigstens eine Seitenkante der ersten Kontaktfläche in zusam mengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich und zweitem Gußformbereich mit einer Seitenkante der zweiten Kontaktflä che zusammen. Auf diese Weise kann ein Kunststoffgehäuse her gestellt werden, das einen Zentrierungsabschnitt aufweist, der sich aus dem Bereich der Seitenkanten der Kontaktflächen ergibt.

Bei Versuchen mit der erfindungsgemäßen Gußform hat sich her ausgestellt, daß das Kunststoffgehäuse eines integrierten Schaltkreises häufig dann einen Grat aufweist, wenn während der Herstellung des Kunststoffgehäuses ein Leadframe zwischen einem ersten Gußformbereich und zweiten Gußformbereich gehal ten wird, so daß die entstehende Kavität durch das Anpressen der Gußformbereiche an das Leadframe abgedichtet wird. Die Größe des entstehenden Grats wird durch die Leadframe-Öffnung und durch den Andrückvorgang bestimmt. Gemäß der Erfindung ist eine Längszentrierung des integrierten Schaltkreises bei dem Funktionstest vorgesehen, und zwar an denjenigen Stellen des Kunststoffgehäuses, deren Herstellung gratfrei erfolgt. Dazu wird gegenüber den im Stand der Technik bekannten Lead frames ein modifiziertes Leadframe verwendet, das an bestimm ten Stellen Ausnehmungen für Ausformungen der Gußformberei che, der zur Herstellung des Kunststoffgehäuses verwendeten Gußform aufweist. Die Abdichtung der Kavität wird dann nicht mehr gänzlich über das Leadframe bewerkstelligt, sondern in Teilbereichen durch Aufeinanderpressen von Ausformungen der Gußformbereiche. In diesen Teilbereichen entsteht kein Grat am Kunststoffgehäuse. Vorzugsweise entspricht die Größe des herzustellenden Packages gleich der Größe und den Toleranzen der Kavität der Gußform unter Berücksichtigung der sich aus dem Verfahren ergebenden Schrumpfung. Dadurch entsteht eine genaue Außenkontur, die zur Zentrierung in einem Testsockel verwendet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen integrierten Schaltkreis mit einem Kunststoffge häuse,

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des integrier ten Schaltkreises aus Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Gußform bei der Herstellung des integrierten Schaltkreises aus Fig. 1, und zwar entlang einer ersten Schnittebene A-A,

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3,

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Gußform aus Fig. 3, und zwar entlang einer zweiten Schnittebene B-B, und

Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen in tegrierten Schaltkreis 1. Der integrierte Schaltkreis 1 weist ein metallisches Leadframe 2 mit Leiterbahnen 3 auf, von de nen in dieser Ansicht nur eine mit einer Bezugsziffer be zeichnet ist. Das Leadframe 2 ist mit einem Kunststoffgehäuse 4 umhüllt, das in der Draufsicht einen im wesentlichen recht eckigen Grundriß mit abgerundeten Ecken aufweist. Dabei ist jede Ecke als gratfreier Zentrierungsabschnitt 5 ausgebildet, während zu den Zentrierungsabschnitten 5 benachbarte Bereiche an der umlaufenden Seitenwand des Kunststoffgehäuses 4 einen Gehäusegrat 6 aufweisen.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1. Wie man in dieser Ansicht besonders gut sieht, ist an der Über gangsstelle zwischen Gehäusegrat 6 und Zentrierungsabschnitt 5 der Gehäusegrat 6 so unterbrochen, daß die Seitenfläche des Kunststoffgehäuses 4 im Zentrierungsabschnitt 5 glatt und gratfrei ausgebildet ist.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang einer Schnittebene A-A durch eine erfindungsgemäße Gußform zu einem Zeitpunkt während der Herstellung des erfindungsgemäßen Schaltkreises 1. Die Gußform 7 gliedert sich in einen ersten Gußformbereich 8 und in einen zweiten Gußformbereich 9, zwischen die in zu sammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich 8 und zwei tem Gußformbereich 9 das Leadframe 2 eingeklemmt ist. In die ser Ansicht sind Handhabungsbereiche 10 des Leadframes 2 ge zeigt, die zwischen dem ersten Gußformbereich 8 und dem zwei ten Gußformbereich 9 eingeklemmt sind und die eine in der Gußform 7 ausgeformte Kavität 11 gegen den Austritt von Kunststoffmasse auf die Außenseite der Gußform 7 abdichten.

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung aus Fig. 3, anhand der das Entstehen des Gehäusegrats 6 aus Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulichbar ist. Wie man in Fig. 4 besonders gut sieht, sind die zwischen dem ersten Gußformbe reich 8 und dem zweiten Gußformbereich 9 eingeklemmten Hand habungsbereiche 10 des Leadframes 2 so angeordnet, daß in ei nem Übergangsbereich der Kavität 11 zwischen erstem Gußform bereich 8 und zweitem Gußformbereich 9 ein zusätzlicher Hohl raum entsteht, der durch die zur Herstellung des Kunststoff gehäuses 4 verwendete Kunststoffmasse aufgefüllt wird.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Gußform 7 aus Fig. 3, und zwar entlang einer Schnittebene B-B durch den inte grierten Schaltkreis 1 aus Fig. 1.

Fig. 5 veranschaulicht die Herstellung des Kunststoffgehäu ses 4 im Bereich eines Zentrierungsabschnitts 5, der ohne Ge häusegrat 6 ausgebildet ist. Wie man in dem in Fig. 6 ge zeigten, gegenüber Fig. 5 vergrößerten Ausschnitt der Guß form 7 sieht, weist der erste Gußformbereich 8 im Bereich des Zentrierungsabschnitts 5 einen ersten Kontaktbereich 12 auf, der in zusammengefahrenem Zustand von erstem Gußformbereich 8 und zweitem Gußformbereich 9 an einem am, zweiten Gußformbe reich 9 ausgeformten zweiten Kontaktbereich 13 plan aufliegt. Die Innenwandung der Kavität im Bereich des ersten Kontaktbe reichs 12 und im Bereich des zweiten Kontaktbereichs 13 weist glatte Übergänge auf, so daß das an dieser Stelle geformte Kunststoffgehäuse 4 eine glatte und im wesentlichen gratfreie Oberfläche aufweist. Vorteilhafterweise liegen der erste Kon taktbereich 12 und der zweite Kontaktbereich 13 in der Tei lungsebene der Gußform 7, so daß bei der Herstellung des Kunststoffgehäuses 4 keine Hinterschneidung auftritt.

Claims

1. Integrierter Schaltkreis (1) mit einem metallischen Lead frame (2) und einem Kunststoffgehäuse (4), wobei das Kunststoffgehäuse (4) wenigstens einen Zentrierungsab schnitt (5) aufweist, der im Bereich der Haupterstrec kungsebene des Leadframes (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgehäuse (4) das Leadframe zumindest im Be reich des Zentrierungsabschnitts (5) im wesentlichen vollständig derart bedeckt, daß eine glatte, gratfreie Oberfläche am Kunststoffgehäuse (4) ausgebildet ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkrei ses (1) nach Anspruch 1 mit einem Kunststoffgehäuse (4), das die folgenden Schritte aufweist:

- Bereitstellen einer Gußform (7), die sich in einen er sten Gußformbereich (8) mit einem ersten Kavitätsbe reich und in wenigstens einen zweiten Gußformbereich (9) mit einem zweiten Kavitätsbereich gliedert,
- Einsetzen eines metallischen Leadframes (2) zwischen den ersten Gußformbereich (8) und den zweiten Gußform bereich (9),
- Zusammenfahren von erstem Gußformbereich (8) und zwei ten Gußformbereich (9) derart, daß zwischen erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) der erste Kavitätsbereich und der zweite Kavitätsbereich eine Kavität (11) zur Aufnahme des metallischen Lead frames (2) bilden, die mit Kunststoffmasse auffüllbar ist,

wobei das Zusammenfahren von erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) derart erfolgt, daß wenig stens ein erster Kontaktbereich (12) im ersten Kavitäts bereich an einem im zweiten Kavitätsbereich vorgesehenen zweiten Kontaktbereich (13) anliegt.

3. Gußform (7) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobei sich die Gußform (7) in einen ersten Gußformbe reich (8) mit einem ersten Kavitätsbereich und in wenig stens einen zweiten Gußformbereich (9) mit einem zweiten Kavitätsbereich gliedert, wobei in zusammengesetztem Zu stand von erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußform bereich (9) der erste Kavitätsbereich und der zweite Ka vitätsbereich eine Kavität (11) zur Aufnahme eines metal lischen Leadframes (2) bilden, die mit Kunststoffmasse auffüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform (7) wenigstens einen Kantenbereich zur Aus bildung einer Zentrierungskante (5) am Kunststoffgehäuse (4) aufweist, wobei der Kantenbereich im ersten Kavitäts bereich mindestens einen ersten Kontaktbereich (12) auf weist, der in zusammengesetztem Zustand von erstem Guß formbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) an einem im zweiten Kavitätsbereich vorgesehenen zweiten Kontakt bereich (13) anliegt.

4. Gußform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform mehrere Kantenbereiche aufweist.

5. Gußform nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontaktbereich (12) eine erste Kontaktfläche aufweist, die in zusammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) auf ei ner an dem zweiten Kontaktbereich (13) vorgesehenen, zweiten Kontaktfläche aufliegt.

6. Gußform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seitenkante der ersten Kontaktfläche in zusammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) mit einer Seitenkante der zweiten Kontaktfläche zusammenfällt.

7. Gußform nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktfläche in zusammengesetztem Zustand von erstem Gußformbereich (8) und zweitem Gußformbereich (9) im wesentlichen plan auf der zweiten Kontaktfläche auf liegt.

8. Verfahren zur Funktionsprüfung eines integrierten Schalt kreises nach Anspruch 1 mit einem Kunststoffgehäuse, das den Schritt des Einsetzens eines integrierten Schaltkrei ses in eine Testfassung aufweist, und zwar derart, daß wenigstens ein Zentrierungsabschnitt des Kunststoffgehäu ses an einem Zentrierungsanschlag in der Testfassung an liegt.