DE2022895C3

DE2022895C3 -

Info

Publication number: DE2022895C3
Application number: DE19702022895
Authority: DE
Filing date: 1970-05-11
Publication date: 1977-08-04

Description

Die Erfindung betrifft eine slapclförmige Anordnung von mindestens zwei Halbleiterkörpern zur Organisation von Speicherchips, bei der die mit einer Isoliermasse umgebenen einzelnen Halbleiterkörper ohne Trägcirplatten übereinander angeordnet sind, bei der senkrecht zur Ebene der Halbleiterkörper angeordnete Verdrahtungsleilungcn vorgesehen sind und bei der die einzelnen Halbleiterkörper mit ihrem Rand auf zahnartigen, freien Enden von metallischen, an ihren den freien Enden gegenüberliegenden Enden verdickten Stegen aufliegen.

Es ist bekannt. Halbleiterkörper, wie beispielsweise ungekapselte Halblciterplättchen mit integrierten Schaltungen, in einer Ebene anzuordnen. Zur Anbringung der Leiterbahnen für die Verdrahtung der Schaltungen stehen dann aber nur die gleiche Ebene oder eine zu dieser Ebene parallele Ebene zur Verfügung, wodurch Überkrcu/.ungen von Leiterbahnen mit entsprechenden Durchkontaktierungen möglich sind. Die Leiterbahnen selbst weisen zum Teil eine beträchtliche Länge auf, da es nicht umgangen werden kann, weiter voneinander entfernte Kontakte verschiedener Halbleiterkörper elektrisch miteinander zu verbinden. Auch ist der Anzahl der zu verwendenden H-ilhleiterkörper eine Grenze in der technologisch "er SSn Größe der Flüche der Ebene gesetzt. Zu hngc Leiterbahnen bewirken die Entstehung parasitarcr Kapazitäten, wodurch die Schalize.ten ,n oi. mehl vprirctbarem Maße erhöht werden ^VCEs i , weltei-hin bekann, (OE-PS 2 45 699, US-PS ?7 74 014) derartige Platten oder Halbleiterkörper mn Lei erbahnen und Bauelementen übereinander an/uord-,o nen Die Leiterbahnen einer jeden Platte sind bis zu derenRand geführt und weisen dort metallische Ko takSen'in Einkerbungen der Platten auf. Nach dem Fixieren der gesamten Anordnung werden zw chen den einzelnen Kontaktstellen der zum Rand ,5 Sühnen Leiterbahnen die gewünschten elektrischen Verbindungen durch senkrech, zu den Pluttcnebenen geführte Drähte vorgenommen. Fur den Aulbau von Seitenspeichern mit einzelnen Halbleiterkörpern orofJer Speicherkapazität und kurzen Schalize.ten sind derartige Anordnungen wegen der komplizierten Ausführung der elektrischen Verbindungen /wischen den einzelnen Halbleiterkörpern wenig geeignet.

Es ΐί auch nicht mehr neu (US-PS 34 44 440), einen Halbleiterkörper auf einem verbreiterten Ende eines metallischen Steges vorzusehen, der von einem metallischen Rahmen zusammen mit weiteren Stegen ohne verbreiterte Enden in das Innere des Rahmens nut Die einzelnen Kontaktflächen des Halbleilerkorncrs sind dabei über dünne Drähte mit den Ircien Enden ίο der Stege verbunden. Die Anbringung dieser dünnen Drähte erfordert eine große Genauigkeit und ist daher schwierig durchführbar. Bei dieser bekannten Anordnung wird der Halbleiterkörper mit einem Gehäuse verschmolzen. Anschließend werden sodann die freien Enden der Stege vom Rahmen abgetrennt so daß die einzelnen elektrischen Leitungen (Stege) frei aus der verschmolzenen Anordnung herausragen.

Weiterhin ist eine Miniaturbaugruppe aus gestapelten Trägerplättchcn bekann. (DT-AS 12 12 176). die elckirisch leitende Zäpfchen mit Öffnungen besitzen, durch die «.-nnkrcchi zu den Trägcrplättchen elektrische Steigleitungen geführt sind. Diese Anordnung ist jedoch schwierig herzustellen, da die Justierung der einzelnen Trägerplätichen mit ihren Zäpfchen eine große Genauigkeit erfordert, so daß die Steigleitungen in die Offnungen der Zäpfchen einführbar sind

Schließlich ist es auch schon bekannt (DT-AS 1150 721) verschiedene Mikrobauclementc auf mit Biegungen versehene Vcrbindungslcitungen vorzusehen Die Verbindungslcitungcn dienen dabei mit ihren nach innen weisenden Biegungen als Lager der einzelnen Mikrobauelcmentc. Da die Verbindungsleitungen im wesentlichen jedoch aus einem Stuck bestehen können die einzelnen Mikrobauelemcnte oder Plättchen nicht übereinander gestapelt werden, sondern müssen in die Biegungen der Verbindungsleitungen eingeschoben werden. Dies erfordert sehr genaue Abmessungen sowohl der Verbindungsleitungen mit ihren Biegungen als auch der Dicken der Mikrobauclemente (Plättchen). Die Herstellung eines Stapels ist daher zeitraubend und aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine slapclförmige Anordnung von Halbleiterkörpern mit einfachen und kurzen elektrischen Verbindungen zwischen den einzcl-65 nen Halbleiterkörpern anzugeben. Die bei dieser Anordnung auftretenden parasitären Kapazitäten sollen möglichst klein sein, und weiterhin soll diese Anordnung mit einem möglichst einfachen Verfahren

herzustellen sein.

Diese Aufgabe wird erl'indungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei Ubercinanderliegcnde Stege der siapclförmigcn Anordnung über ihre verdickten Enden zur Bildung der Verdrahlungsleitungcn elektrisch zusammenhangen und daß jeweils ein metallischer Steg aus zwei übereinanderliegenden Teilen besteht, von denen der eine Teil so lang ist, daß er eine Verbindung zu Kontaktflächen des Halbleiterkörpern ist und von denen tier andere Teil zur Bildung der verdickten Enden kürzer als der eine Teil und dicker als die Dicke des Halblcitcrkörpersist.

Es ist besonders vorteilhaft, daß die Kapazitäten der Vcrdrahuingsleitungcn wegen deren kurzer Länge gering sind. Dies gilt vor allem dann, wenn viele Halbleiterkörper in einer Anordnung miteinander verbunden werden sollen.

Die Erfindung ermöglicht weiterhin die Realisierung einer großen räumlichen Dichte von Halbleiterkörpern bei kleinen parasitären Kapazitäten durch die der jo Speichcrorganisation besonders angepaßte Aul'bautechnik. Die Laufzeiten und damit die Schalt/ciicn des gesamten Speichersystems können sehr klein gehalten werden.

Mehrlagenverdrahtungen mit sehr feinen Strukturen in der Größenordnung von 70 μιη, die sehr aufwendig und schwierig herzustellen sind, können vermieden werden. Bei Halbleiterspeicher!! bringt die Anordnung der einzelnen Halbleiterkörper in einem Stapel mit den elektrischen Verbindungen längs des Stapels große Vorteile. Beispielsweise können bei 16 Speicherelementen je Halbleiterkörper acht Adrcssenleitungcn, zwei Leitungen für die Versorgungsspannungen und Digitleiterpaarc, von denen jedes Paar jeweils nur an einem Körper kontaktiert wird, längs des Stapels geführt werden.

Eine Weilerbildung der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung der stapelförmigen Anordnung.

Es wird nämlich vorgeschlagen, daß mit den an der inneren Begrenzung eines metallischen Rahmens angeordneten zahnartigen freien Ende von Stegen ein Halbleiterkörper elektrisch und mechanisch verbunden wird, wobei die Dicke des metallischen Rahmens an seiner äußeren Begrenzung mindestens so dick ist wie die Summe der Dicken der freien Enden der Stege und des Halbleiterkörper, daß nach der Anordnung von weiteren metallischen Rahmen und nach deren Vergießen mit einer Isoliermasse die der äußeren Begrenzung des Rahmens benachbarten verdickten Stege teilweise abgetrennt werden, derart, daß jeweils zwei übereinanderlicgende Stege der stapelförmigen Anordnung über ihre verbliebenen, verdickten Teile elektrisch zusammenhängen.

Durch dieses Verfahren wird eine technologisch einfach herzustellende Anordnung von Speicherchips ermöglicht. Die Stege des metallischen Rahmens können direkt als Leiterbahnen oder »beam leads« verwendet werden. Dabei werden die metallischen Rahmen so ausgebildet, daß ein Stapeln der Halbleiterkörper und gewünschte elektrische Verbindungen längs der I lalbleiierkörpcr möglich sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispicle anhand der Figuren. Es zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung einer stapelförmigen Anordnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausfülvungsformder Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2.

In den Fig. 1 bis 3 werden sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeiehen versehen.

In der Fig. I sind drei Halbleiterkörper 1 in einer Prinzipskizze dargestellt. Jeder Halbleiterkörper 1 wird durch zweimal vier Adressenleuungen 4, 14 und durch zwei Versorgungsleitungen 6 konlakiierl. Diese Leitungen verbinden die einzelnen Halbleiterkörper 1 untereinander. Weiterhin ist jeder Halbleiterkörper 1 für sich nur mit je einem Digitleiterpaar 7, 17, 27 verbunden. Die anhand der F i g. 2 bis 3 näher erläuterte Erfindung kann beispielsweise zur Herstellung einer derartigen Anordnung dienen.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, liegen mehrere Halbleiterkörper 1 auf den freien Enden oder Stegen 2 eines ersten dünnen metallischen Rahmens 12 auf. Die Stege 2 weisen dabei in das Innere des Rahmens 12 und sind über Kontaktflächen 5 mit dem Halbleiterkörper 1 verbunden. Auf dem Rahmen 12 ist ein weiterer metallischer Rahmen 13 vorgesehen, der nach innen weisende Stege 3 besitzt, welche kürzer sind als die Stege 2 und auf diesen aufliegen. Auf dem Rahmen 13 ist ein weiterer Rahmen 12 angeordnet, der einen weiteren Halbleiterkörper 1 trägt.

Gemäß dem crfindiingsgemäßcn Verfahren werden nach der Herstellung des Stapels die äußeren Teile der Rahmen 12 und 13 längs der in den F i g. 2 und 3 gestrichelten Linien 10 abgetrennt, nach dem das Innere der Anordnung zuerst mit einer Isoliermasse 8 vergossen und die Stege 2 und 3 jeweils miteinander verlötet wurden. Als Isoüermassc 8 kann Epoxydhaiz verwendet werden. Dadurch hängen übereinanderliegende Kontaktflächen 5 der einzelnen Halbleiterkörper 1 über die Stege 2 und 3 elektrisch zusammen, ohne daß Kurzschlüsse mit benachbarten, auf demselben Halbleiterkörper 1 vorgesehenen Kontaktflächen 5 möglich sind.

Das Abtrennen der äußeren Teile 12 und 13 kann durch Fräsen erfolgen. Es ist auch möglich, daß die metallischen Rahmen 12 und 13 mit ihren Stegen 2 und 3 aus einem Stück bestehen. Die Verwendung von getrennten Rahmen 12 und 13 ermöglicht lediglich einen besonders einfachen Aufbau der gesamten Anordnung, wobei zur Zentrierung Bohrungen 16 durch die Rahmen 12 und 13 dienen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stapeiförmige Anordnung von mindestens zwei Halbleiterkörpern zur Organisation von Speicherchips, bei der die mit einer Isoliermasse umgebenen einzelnen Halbleiterkörper ohne TrägcrpUitten übereinander angeordnet sind, bei der senkrecht zur Ebene der Halbleiterkörper angeordnete Verdrahtungsleitungcn vorgesehen sind und bei der die einzelnen Halbleiterkörper mit ihrem Rand auf zahnartigen, freien Enden von metallischen, an ihren den freien Enden gegenüberliegenden Enden verdickten Siegen aufliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei übcreinandcrlicgcnde Stege (2,3) der stapclförmigen Anordnung über ihre verdickten Enden zur Bildung der Verdrahiungsleitungen elektrisch zusammenhängen und daß jeweils ein metallischer Steg (2,3) aus zwei übereinanderliegenden Teilen besteht, von denen der eine Teil (2) so lang ist, daß er eine Verbindung zu Kontaktflächen des Halbleiterkörpers (I) ist und von denen der andere Teil (3) zur Bildung der verdickten Enden kürzer als der eine Teil (2) und dicker als die Dicke des Halbleiterkörper(I) ist.

2. Verfahren zur Herstellung der stapelförmigcn Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mit den an der inneren Begrenzung eines metallischen Rahmens angeordneten zahnartigen freien Enden von Stegen ein Halbleiterkörper elektrisch und mechanisch verbunden wird, wobei die Dicke des metallischen Rahmens an seiner äußeren Begrenzung mindestens so dick ist. wie die Summe der Dicken der freien Enden der Stege und des Halbleiterkörper, dal] nach der Anordnung von weiteren metallischen Rahmen und nach deren Vergießen mit einer Isoliermasse die der äußeren Begrenzung des Rahmens benachbarten verdickten Stege teilweise abgetrennt werden, derart, daß jeweils zwei übcreinanderliegcnde Stege der stapeiförmigen Anordnung über ihre verbliebenen verdickten Teile elektrisch zusammenhängen.