DE202014005390U1 - Doppelschichtiger Lead-Frame - Google Patents

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Abstract

Doppelschichtiger Lead-Frame, der eine Die Bonding-Schicht (10) und eine Lötschicht (11) umfasst und durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern (12) gebildet ist, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte (127) vorhanden sind, wobei jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper (12) ein Die Bonding-Teil (120) und ein Lötteil (121) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Die Bonding-Teil (120) eine Vielzahl von Pads (122) bildet, zwischen denen isolierende Spalte (D1, D1') vorhanden sind, wobei die Pads (122) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (124) bilden, und das Lötteil (121) eine Vielzahl von Pads (122') besitzt, zwischen denen isolierende Spalte (D2, D2') vorhanden sind, wobei die Pads (122') eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (124') bilden, wobei in den isolierenden Spalten (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), den isolierenden Spalten (D2, D2') des Lötteils (121), den Durchgangsöffnungen (124) des Die Bonding-Teils (120), den Durchgangsöffnungen (124') des Lötteils (121) und den Spalten (127) der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Isoliermaterial (13) gefüllt wird, wodurch die Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) mit den Pads (122') des Lötteils (121) und die isolierenden Spalte (D1') des Die Bonding-Teils (12) und mit den isolierenden Spalten (D2) des Lötteils (121) verbunden sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen doppelschichtigen Lead-Frame, der die Spalte zwischen den Pads minimiert, die Anforderung der Flip-Chip-Montage erfüllt und eine gute Wärmeleitfähigkeit, mechanische Belastbarkeit und niedrige Herstellungskosten aufweist.
  • Stand der Technik
  • Die Flip-Chip-Montage für Hochleistungsleuchtdiode verwendet üblicherweise eine Keramikleiterplatte, das Durchgangsöffnungen für die Stromverbindung und auf der Oberfläche des Keramiksubstrats eine Kupferschicht aufweist. Durch Erhitzen mit einer hohen Temperatur (1065–1085°C) werden die Kupferschicht und das Keramiksubstrat miteinander verbunden. Danach wird ein Ätzen durchgeführt, um die Leiterbahnen zu bilden. Das Keramiksubstrat ist aus AlN oder Al2O3 hergestellt und mit einer hoher Temperatur (850–900°C) gesintert. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Keramikleiterplatte 2 üblicherweise ein Die Bonding-Teil 21 für Leuchtdiodenchips, ein Keramiksubstrat 20 und ein Lötteil 22 auf. Das Keramiksubstrat 20 besitzt Durchgangsöffnungen 200 und wird durch Sintern geformt. Bei der Herstellung der Keramikleiterplatte 2 werden die Kupferschicht und das Keramiksubstrat 20 durch eine hohe Temperatur miteinander verbunden. Dadurch sind die Herstellungskosten der Keramikleiterplatte 2 höher als die des Lead-Frames. Das Keramiksubstrat ist aus AlN oder Al2O3 hergestellt, das mit Glasmaterial und Bindemittel gemischt wird. Dadurch lässt sich die Keramikleiterplatte leicht brechen und besitzt eine niedrige Belastbarkeit. Die Keramikleiterplatte 20 führt durch das Keramiksubstrat 20 die Wärme ab. Das Keramiksubstrat 20 aus AlN hat einen Wärmeleitkoeffizient von ca. 170–230 W/mK. Das Keramiksubstrat 20 aus Al2O3 hat einen Wärmeleitkoeffizient von ca. 20–24 W/mK. Der Lead-Frame aus Kupfer hat einen Wärmeleitkoeffizient von ca. 398 W/mK. Daher ist der Wärmeleitkoeffizient des Keramiksubstrats 20 viel niedriger als der des Lead-Frames.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen doppelschichtigen Lead-Frame zu schaffen, der die Spalte zwischen den Pads minimiert, die Anforderung der Flip-Chip-Montage erfüllt und eine gute Wärmeleitfähigkeit, mechanische Belastbarkeit und niedrige Herstellungskosten aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch den doppelschichtigen Lead-Frame gelöst, die eine Die Bonding-Schicht und eine Lötschicht umfasst und durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern gebildet ist, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte vorhanden sind, wobei jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Die Bonding-Teil und ein Lötteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Die Bonding-Teil eine Vielzahl von Pads bildet, zwischen denen isolierende Spalte vorhanden sind, wobei die Pads eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen bilden, und das Lötteil eine Vielzahl von Pads besitzt, zwischen denen isolierende Spalte vorhanden sind, wobei die Pads eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen bilden, wobei in den isolierenden Spalten des Die Bonding-Teils, den isolierenden Spalten des Lötteils, den Durchgangsöffnungen des Die Bonding-Teils, den Durchgangsöffnungen des Lötteils und den Spalten der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Isoliermaterial gefüllt wird, wodurch die Pads des Die Bonding-Teils mit den Pads des Lötteils und die isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils und mit den isolierenden Spalten des Lötteils verbunden sind.
  • Die isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils, die isolierenden Spalte des Lötteils und die Durchgangsöffnungen sind durch Stanzen oder Ätzen gebildet und haben beim Ätzen eine T-Form oder eine umgekehrte T-Form.
  • Das Isoliermaterial ist ein thermoplastisches oder duroplastisches Material.
  • Die Die Bonding-Schicht und die Lötschicht sind aus Kupfer, Eisen, Aluminium hergestellt.
  • Auf den oberen Oberflächen des Pads des Die Bonding-Teils und auf der unteren Oberfläche der Pads des Lötteils ist jeweils eine Metallschicht gebildet.
  • Die Metallschicht ist aus Silber, Gold, Nickel, Palladium, Zinn hergestellt.
  • Die Dicke des Die Bonding-Teils ist kleiner, größer oder gleich wie die Dicke des Lötteils, wodurch die kleinste Breite der isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils kleiner, größer oder gleich wie die kleinste Breite der isolierenden Spalten des Lötteils ist.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Doppelschichtiger Lead-Frame eine Die Bonding-Schicht, eine Klebschicht und eine Lötschicht umfasst und ist durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern gebildet, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte vorhanden sind, wobei jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Die Bonding-Teil, ein Klebteil und ein Lötteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Die Bonding-Teil eine Vielzahl von Pads bildet, zwischen denen isolierende Spalte vorhanden sind und das Lötteil eine Vielzahl von Pads besitzt, zwischen denen isolierende Spalte vorhanden sind, wobei in den isolierenden Spalten des Die Bonding-Teils, den isolierenden Spalten des Lötteils und den Spalten der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Isoliermaterial gefüllt wird, wodurch die Pads des Die Bonding-Teils mit den Pads des Lötteils und die isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils und mit den isolierenden Spalten des Lötteils verbunden sind.
  • Die Pads des Die Bonding-Teils und die Pads des Lötteils bilden eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen, in denen das Isoliermaterial gefüllt wird.
  • Die isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils, die isolierenden Spalte des Lötteils und die Durchgangsöffnungen sind durch Stanzen oder Ätzen gebildet und haben beim Ätzen eine T-Form oder eine umgekehrte T-Form.
  • Das Isoliermaterial ist ein thermoplastisches oder duroplastisches Material.
  • Die Die Bonding-Schicht und die Lötschicht sind aus Kupfer, Eisen, Aluminium hergestellt.
  • Auf den oberen Oberflächen des Pads des Die Bonding-Teils und auf der unteren Oberfläche der Pads des Lötteils ist jeweils eine Metallschicht gebildet.
  • Die Metallschicht ist aus Silber, Gold, Nickel, Palladium, Zinn hergestellt.
  • Die Dicke des Die Bonding-Teils ist kleiner, größer oder gleich wie die Dicke des Lötteils, wodurch die kleinste Breite der isolierenden Spalte des Die Bonding-Teils kleiner, größer oder gleich wie die kleinste Breite der isolierenden Spalten des Lötteils ist.
  • Der Klebteil ist aus einem stromleitfähigen Material hergestellt.
  • Das Klebteil enthält ein oberes Klebteil und ein unteres Klebteil, wobei das obere und untere Klebteil aus Gold, Silber oder Zinn hergestellt und durch Eutectic Bonding miteinander verbunden sind.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Darstellung der herkömmlichen Lösung,
  • 2 eine Schnittdarstellung der Erfindung (1),
  • 3 eine Schnittdarstellung der Erfindung (2),
  • 4 eine Schnittdarstellung der Erfindung (3).
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der erfindungsgemäße doppelschichtige Lead-Frame 1 aus Kupfer, Eisen oder Aluminium hergestellt und umfasst eine Die Bonding-Schicht 10 und eine Lötschicht 11. Der doppelschichtige Lead-Frame 1 ist durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern 12 gebildet, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte 127 vorhanden sind. Jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper 12 weist ein Die Bonding-Teil 120 und ein Lötteil 121 auf.
  • Das Die Bonding-Teil 120 besitzt eine Vielzahl von Pads 122. Zwischen den Pads 122 sind isolierende Spalte D1, D1' vorhanden. Das Lötteil 121 besitzt eine Vielzahl von Pads 122'. Zwischen den Pads 122' sind isolierende Spalte D2, D2' vorhanden. Die Pads 122, 122' bilden eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 124, 124'. In den isolierenden Spalten D1, D1' des Die Bonding-Teils 120, den isolierenden Spalten D2, D2' des Lötteils 121, den Durchgangsöffnungen 124 des Die Bonding-Teils 120, den Durchgangsöffnungenn 124' des Lötteils 121 und den Spalten 127 der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper wird ein thermoplastisches oder duroplastisches Isoliermaterial 13 gefüllt, wodurch die Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 mit den Pads 122' des Lötteils 121, die isolierenden Spalte D1' mit den Durchgangsöffnungen 124, die isolierenden Spalten D2 des Lötteils mit den Durchgangsöffnungenn 124' und die Durchgangsöffnungen 124 mit den Durchgangsöffnungenn 124' verbunden sind. Die isolierenden Spalte D1, D1' des Die Bonding-Teils 120, die isolierenden Spalte D2, D2' des Lötteils 121 und die Durchgangsöffnungen 124, 124' sind durch Stanzen oder Ätzen gebildet und haben beim Ätzen eine T-Formode r eine umgekehrte T-Form. Auf den oberen Oberflächen des Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 und auf der unteren Oberfläche der Pads 122' des Lötteils 121 ist jeweils eine Metallschicht 125 gebildet. Die Metallschicht 125 kann aus Silber, Gold, Nickel, Palladium, Zinn hergestellt werden. Die Dicke des Die Bonding-Teils 120 ist kleiner, größer oder gleich wie die Dicke des Lötteils 121, wodurch die kleinste Breite der isolierenden Spalte D1, D1' des Die Bonding-Teils 120 kleiner, größer oder gleich wie die kleinste Breite der isolierenden Spalten D2, D2' des Lötteils 121 ist. Insbesondere ist die Dicke des Die Bonding-Teils 120 kleiner als die des Lötteils 121. Die Breite der Spalte D1 des Die Bonding-Teils 120 ist kleiner als die der Spalte D2 des Lötteils 121. Dadurch können die Spalte D1 des Die Bonding-Teils 120 minimiert werden, so dass die Anforderung der Micro-Flip-Chip-Montage erfüllt wird.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, umfasst der erfindungsgemäße doppelschichtige Lead-Frame 1 eine Die Bonding-Schicht 10 und eine Lötschicht 11. Der doppelschichtige Lead-Frame 1 ist durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern 12 gebildet, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte 127 vorhanden sind. Zwischen der Die Bonding-Schicht 10 und der Lötschicht 11 ist eine Klebschicht 14 gebildet, wodurch jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper 12 ein Die Bonding-Teil 120, ein Klebteil 126 und ein Lötteil 121 aufweist. Das Die Bonding-Teil 120 besitzt eine Vielzahl von Pads 122. Zwischen den Pads 122 sind isolierende Spalte D1, D1' vorhanden. Das Lötteil 121 besitzt eine Vielzahl von Pads 122'. Zwischen den Pads 122' sind isolierende Spalte D2, D2' vorhanden. In den isolierenden Spalten D1, D1' des Die Bonding-Teils 120, den isolierenden Spalten D2, D2' des Lötteils 121 und den Spalten 127 der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper wird ein thermoplastisches oder duroplastisches Isoliermaterial 13 gefüllt. Das Klebteil 126 kann aus einem stromleitfähigen Klebstoff hergestellt werden. Dadurch sind die Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 mit den Pads 122' des Lötteils 121, die isolierenden Spalte D1' des Die Bonding-Teils 120 mit den isolierenden Spalten D2 des Lötteils 121 verbunden. Die isolierenden Spalte D1, D1' des Die Bonding-Teils 120 und die isolierenden Spalte D2, D2' des Lötteils 121 sind durch Stanzen oder Ätzen gebildet und haben beim Ätzen eine T-Form oder eine umgekehrte T-Form. Auf den oberen Oberflächen des Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 und auf der unteren Oberfläche der Pads 122' des Lötteils 121 ist jeweils eine Metallschicht 125 gebildet. Die Metallschicht 125 kann aus Silber, Gold, Nickel, Palladium, Zinn hergestellt werden. Die Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 und die Pads 122' des Lötteils 121 können eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 124, 124' bilden. In den Durchgangsöffnungen kann auch ein thermoplastisches oder duroplastisches Isoliermaterial 13 gefüllt werden, damit das Die Bondung-Teil 120 und das Lötteil 121 dichter miteinander verbunden sind.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, enthält das Klebteil 126 ein oberes Klebteil 1260 und ein unteres Klebteil 1261. Das obere Klebteil 1260 kann aus Gold, Silber oder Zinn hergestellt werden. Das untere Klebteil 1261 kann aus Gold, Silber oder Zinn hergestellt werden. Durch das obere Klebteil 1260 und das untere Klebteil 1261 werden die Pads 122 des Die Bonding-Teils 120 und die Pads 122' des Lötteils 121 miteinander verbunden.
  • Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
    • 1. die Die Bonding-Schicht ist aus Kupfer, Eisen oder Aluminium mit geeigneter Dicke hergestellt, um die isolierenden Spalte zu minimieren;
    • 2. durch die Klebschicht werden die Die Bonding-Schicht und die Lötschicht zusammengeklebt und durch das Isoliermaterial werden die Die Bonding-Schicht und die Lötschicht dicht aneinander gehalten, so dass die mechanische Belastbarkeit des doppelschichtigen Lead-Frames erhöht wird;
    • 3. das Klebteil ist aus stromleitfähigem Klebstoff hergestellt, wodurch die Verbindungspräzision und die Verbindungsdichtheit der Pads des Die Bonding-Teils und des Lötteils erhöht wird;
    • 4. das Klebteil ist aus Gold, Silber oder Zinn hergestellt, wodurch die Klebzuverlässigkeit der Pads des Die Bonding-Teils und des Lötteils erhöht wird.

Claims (13)

  1. Doppelschichtiger Lead-Frame, der eine Die Bonding-Schicht (10) und eine Lötschicht (11) umfasst und durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern (12) gebildet ist, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte (127) vorhanden sind, wobei jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper (12) ein Die Bonding-Teil (120) und ein Lötteil (121) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Die Bonding-Teil (120) eine Vielzahl von Pads (122) bildet, zwischen denen isolierende Spalte (D1, D1') vorhanden sind, wobei die Pads (122) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (124) bilden, und das Lötteil (121) eine Vielzahl von Pads (122') besitzt, zwischen denen isolierende Spalte (D2, D2') vorhanden sind, wobei die Pads (122') eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (124') bilden, wobei in den isolierenden Spalten (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), den isolierenden Spalten (D2, D2') des Lötteils (121), den Durchgangsöffnungen (124) des Die Bonding-Teils (120), den Durchgangsöffnungen (124') des Lötteils (121) und den Spalten (127) der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Isoliermaterial (13) gefüllt wird, wodurch die Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) mit den Pads (122') des Lötteils (121) und die isolierenden Spalte (D1') des Die Bonding-Teils (12) und mit den isolierenden Spalten (D2) des Lötteils (121) verbunden sind.
  2. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), die isolierenden Spalte (D2, D2') des Lötteils (121) und die Durchgangsöffnungen (124, 124') durch Stanzen oder Ätzen gebildet sind.
  3. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), die isolierenden Spalte (D2, D2') des Lötteils (121) und die Durchgangsöffnungen (124, 124') durch Ätzen gebildet ist und eine T-Form oder eine umgekehrte T-Form haben.
  4. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den oberen Oberflächen des Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) und auf der unteren Oberfläche der Pads (122') des Lötteils (121) jeweils eine Metallschicht (125) gebildet ist.
  5. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Die Bonding-Teils (120) kleiner, größer oder gleich wie die Dicke des Lötteils (121) ist, wodurch die kleinste Breite der isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120) kleiner, größer oder gleich wie die kleinste Breite der isolierenden Spalten (D2, D2') des Lötteils (121) ist.
  6. Doppelschichtiger Lead-Frame, der eine Die Bonding-Schicht (10), eine Klebschicht (14) und eine Lötschicht (11) umfasst und durch eine Vielzahl von doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörpern (12) gebildet ist, die zum Array gereiht werden und zwischen denen Spalte (127) vorhanden sind, wobei jeder doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper (12) ein Die Bonding-Teil (120), ein Klebteil (126) und ein Lötteil (121) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Die Bonding-Teil (120) eine Vielzahl von Pads (122) bildet, zwischen denen isolierende Spalte (D1, D1') vorhanden sind und das Lötteil (121) eine Vielzahl von Pads (122') besitzt, zwischen denen isolierende Spalte (D2, D2') vorhanden sind, wobei in den isolierenden Spalten (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), den isolierenden Spalten (D2, D2') des Lötteils (121) und den Spalten (127) der doppelschichtige Lead-Frame-Einzelkörper ein Isoliermaterial (13) gefüllt wird, wodurch die Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) mit den Pads (122') des Lötteils (121) und die isolierenden Spalte (D1') des Die Bonding-Teils (12) und mit den isolierenden Spalten (D2) des Lötteils (121) verbunden sind.
  7. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) und die Pads (122') des Lötteils (121) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (124, 124') bilden, in denen das Isoliermaterial (13) gefüllt wird.
  8. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), die isolierenden Spalte (D2, D2') des Lötteils (121) und die Durchgangsöffnungen (124, 124') durch Stanzen oder Ätzen gebildet sind.
  9. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120), die isolierenden Spalte (D2, D2') des Lötteils (121) und die Durchgangsöffnungen (124, 124') durch Ätzen gebildet ist und eine T-Form oder eine umgekehrte T-Form haben.
  10. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf den oberen Oberflächen des Pads (122) des Die Bonding-Teils (120) und auf der unteren Oberfläche der Pads (122') des Lötteils (121) jeweils eine Metallschicht (125) gebildet ist.
  11. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Die Bonding-Teils (120) kleiner, größer oder gleich wie die Dicke des Lötteils (121) ist, wodurch die kleinste Breite der isolierenden Spalte (D1, D1') des Die Bonding-Teils (120) kleiner, größer oder gleich wie die kleinste Breite der isolierenden Spalten (D2, D2') des Lötteils (121) ist.
  12. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebteil (126) aus einem stromleitfähigen Material hergestellt ist.
  13. Doppelschichtiger Lead-Frame nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebteil (126) ein oberes Klebteil (1260) und ein unteres Klebteil (1261) enthält, wobei das obere und untere Klebteil (1260, 1261) aus Gold, Silber oder Zinn hergestellt und durch Eutectic Bonding miteinander verbunden sind.
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