DE2159530B2 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer HalbleiteranordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der FR-PS m.VMy bekannt.
Beim Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einer Kunststoffhülle und einem Halbleiterkörper,
wie einer integrierten Schaltung, wird das Leitergitter meistens aus einem Metallstreifen geätzt. Diese Herstellungsteehnik
ermöglicht eine verhältnismäßig große Feinheit des Leitermusters. Die Leiterbreite
und der Abstand zwischen den Leitern liegt dabei in der Größenordnung der Materialstärke, beispielsweise
in der Größenordnung von einigen hundert μηι.
Der Nachteil des Atzverfahreiis ist, daß die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch sind.
nine wesentlich billigere Herstellungstechnik für die Leitergitter ist das Stanzen aus einem Metallstreifen.
Bei einem feinen Leiternuister ist die Stanztechnik für Massenfertigung jedoch nicht anwendbar, und
/war wegen des starken Verschleißes des äußerst kleinen
Stanzwerkzeugs.
Die Anforderungen an ein l.eitergitter sind ti. a.:
a) I ün möglichst kurzer Abstand zwischen den 1 .eiterenden
und dem Halbleiterkörper. Damit ist ein möglichst kurzer Verbindungsdraht zwischen
den Leiterenden und den Kontaktsieller auf dem Halbleiterkörper erreichbar. Dies hält den Preis
der goldenen Verbindungsdrähte niedrig, es vereinfacht die Herstellung der Halbleiteranordnung
und vermeidet die Gefahr eines Kurzschlusses der Drähte untereinander beim Anbringen
der Kunststoffhülle.
b) Ein verbreitertes Leiterende. Die verbreiterten Leiterenden bilden eine Verankerung im Kunststoff,
wodurch eine Verschiebung der Leiterenden gegeneinander bei thermischer Belastung
der Halbleiteranordnung vermieden wird. Dieses Verschieben kann infolge der unterschiedlichen
Ausdehnungskoeffizienten der Leiter und des Kunststoffes der Hülle auftreten und kann ein
Losreißen der Drahtverbindung an den Leiterenden verursachen. Andererseits ist ein verbrei-
* tertes Leiterende zum Befestigen der Drähte auf diesen Enden günstig.
c) Ein verhältnismäßig großer Abstand zwischen den Leitern. Dabei läßt sich ein billiges Gitter
erhalten, da die Herstellung einfach ist. Das Stanzen in Massenfertigung ist dabei beispielsweise
durchaus durchführbar.
Bisher hat es sich als unmöglich erwiesen, allen obenstehenden Anforderungen zu entsprechen. Anforderung
a) läßt sich nur bei einer großen Feinheit des Leitergitters erfüllen. Die Anforderungen b) und
c) sind bei einem feinen Gitter jedoch nicht erfüllbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
so auszugestalten, daß die Herstellung verhältnismäßig billig ist, kurze Verbindungsdrähte verwendbar
sind, ein stark verbreitertes Leiterende erhalten werden kann und der Abstand zwischen den Leitern dennoch
vcrhaltnismäßg groß ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Verfahren nach der Erfindung führt zu einer Halbleiteranordnung, die durch das Herstellungsverfahren
des Gitters große Vorteile bietet. Die voneinander losgeschnittenen Teile des Verbindungsstreifens
bilden stark verbreiterte Enden der Leiter. Diese verbreiterten Enden sorgen für eine sehr gute VerankerungderLeiterendenim
Kunststoff der Hülle. Weiter ist die Befestigung der Drähte an diesen breiten Leiterenden einfach. Obschou die Leiterenden breit
sind, gibt es dennoch einen verhältnismäßig großen Abstand zwischen den Leitern. Dies ermöglicht eine
Herstellung durch ein Stanzverfahren in Massenfertigung, da das Stanzwerkzeug ausreichend groß bemessen
sein kann, so daß ein starker Verschleiß vermieden wird. Auch können die Leiter alle bis nahe an den
Träger reichen, da die verbreiterte Form der freien linden der Leiter durch das Durchschneiden erhallen
wird. Das Durchschneiden soll in diesem Zusammenhang nicht zu eng aufgefaßt werden, es kann beispielsweise
Schneiden aber auch Trennen in einer anderen Art und Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahls
sein. Zur elektrischen Isolierung der Leiterenden können die nebeneinanderliegcnden verbreiterten
Leiterenden auf einen unterschiedlichen Pegel gebracht werden. Dies kann beispielsweise dadurch
erfolgen, daß einer von zwei nebeneinanderliegcnden
Leitern aus der Ebene des Gitters abgewinkelt wird. Auch ist es beispielsweise möglich, die Leiter derart
gegenüber einander zu tordieren, daß nebeneinanderliegende Schnittflächen auf einem unterschiedlichen
Pegel liegen. Es ist weiter möglich, für den Schnitt eine geringe, für elektrische Isolierung jedoch ausreichende
Breite zu wählen. Dies könnte beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahles erfolgen. Vor sowie nach
der Befestigung des Halbleiterkörpers auf dem Träger und bevor sowie nachdem die Verbindungsdrähte des
Halbleiterkörpers zu den Leiterenden angeordnet sind, können die verbreiterten Leiterenden auf einen
unterschiedlichen Pegel gebracht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform eines Leitergitters, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines aus Jem Leitergitter
abgewickelten Leiters,
Fig. 4 eine Ansicht von drei nebeneinanderliegenden Leiterenden, wobei die Leiter in derselben Richtung
tordiert sind,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Gitters,
Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung,
Fig. 7 ein Leitergitter mit einem gesondert gebildeten
Träger.
Fig. 1 zeigt ein Leitergitter für eine integrierte Schaltung, das aus einem Streifen Metall, beispielsweise
einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung gebildet ist. Das Leitergitter enthält einen Träger 1, auf dem ein
Halbleiterkörper befestigt werden kann. Der Träger wird mit Hilfe von Bändern 2 von einem Unterstützungselement
3 festgehalten, das in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines die Leiter umgebenden
Rahmens hat. Die Leiter 4 bis 7 sind mit einem Ende mit dem Rahmen 3 verbunden. Die zum Träger 1 gerichteten
Enden der Leiter sind alle mittels eines rahmenförmig ausgebildeten Verbindungsstreifens 8
miteinander verbunden. Die Größe der später anzubringenden Kunststoffhülle ist gestrichelt angegeben.
Ein derartiges Gitter kann durch Stanzen sowie durch Ätzen hergestellt werden. Das Stanzen kann
jedoch bei Massenherstellung erhebliche Preisvorteile bieten. Beim Stanzen des Gitters müssen jedoch die
Stempel eine ausreichende Stärke aufweisen, damit ein schnelle- Verschleiß vermieden wird. Die Stempel
dürfen bei Massenherstellung des Gitters daher nicht allzu klein ausgebildet sein, Mindestabmessungen anderthalbmal
der Streifendicke muß versucht werden beizubehalten. Bei bekannten Leitergittern ist es dann
jedoch unmöglich, die zum Träger gerichteten Leiterenden, die eine sehr leine Form haben i.ud sehr nahe
beieinander liegen, auch noch mit einer Verbreiterung /u versehen, und die Leiter außerdem dem Träger
dicht annähern zu lassen. Die Verbreiterung ist dazu erforderlich, die freien Hnden der 1 eiter fest in der
noch anzubringenden Kimststoffhüllc zu verankern. Eine mechanische Verankerung der Leiter in dem
Kunststoff läßt sich verschiedenartig realisieren. Die Verankerung der Leiterenden und dann insbesondere
derjenigen Lcitcrcni!cn,diu über eine verhältnismäßig
große Länge in der Kunststoffhülle liegen, hat jedoch einen sehr wesentlichen weiteren Zweck. Hei thermischer
Belastung der Halbleiteranordnung werden sich die Leiterenden dann nämlich nicht gegenüber dem
Kunststoff bewegen können, trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Auf diese Weise
wird vermieden, daß bei thermischer Belastung Drähte, welche die Leiterenden mit Kontaktstellen
auf dem Halbleiterkörper verbinden, von den Leitersnden losgerissen werden. Durch die Verbreiterung
wird zugleich eine große Befestigungsfläche für die Drähte erhalten, so daß das Anbringen der Drähte
vereinfacht wird. Die Leiterenden müssen nahe beim Träger liegen, damit kurze Drähte verwendbar sind.
Beim dargestellten Gitter werden die nahe beim Träger liegenden Verbreiterungen der Leiter auf interessante
Weise gebildet. Die gewünschte Form und Größe wird dadurch erhalten, daß der Verbindungsstreifen 8 an den Stellen A-A durchgeschnitten wird,
beispielsweise mit Hilfe eines Schnittwerkzeugs. Die Leiterenden befinden sich dann nahe beim Träger und
haben zugleich eine Verbreiterung maximaler Größe. Auf diese Weise kann eine sehr günstige Verankerung
in der Kunststoffhülle erreicht werden, während eine große Befestigungsfläche für die Drähte vorhanden
ist. Damit die Leiter mit absoluter Gewißheit gegeneinander isoliert werden, werden nun beispielsweise
die freien Enden der Leiter 5 und 7 gegenüber der Ebene des Gitters über einen geringen Abstand nach
oben bzw. nach unten abgewinkelt. Die Isolierung gegenüber dem Rahmen 3 erfolgt auf übliche Weise, und
zwar dadurch, daß nach der ganzen Herstellung der Halbleiteranordnung die Leiter in der Nähe des Rahmens
losgeschnitten werden. Auf billige und einfache Weise wird so ein Leitergitter erhalten, das allen zu
stellenden Anforderungen entspricht.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Enden der Leiter 4 und 6 auf ein anderes Niveau zu bringen,
als die Ebene des Leitergitters oder beispielsweise die Leiterenden wechselweise in einer anderen Richtung
abzuwinkein. Wenn die Leiter 4 und 6 beispielsweise nach oben abgewinkelt werden, muß auch noch der
Teil des Verbindungsstreifens auf den Bändern 2 gegen die Leiter 7 isoliert werden. Dies bereitet in der
Praxis jedoch keine Schwierigkeiten. Es ist nämlich üblich zur Vereinfachung der Befestigung der Drähte
an den Kontaktstellen des Halbleiterkörpers und an den Leitern den Träger etwas unter die Ebene des
Leitergitters zu bringen, so daß die obere Räche des auf dem Träger zu befestigenden Halbleiterkörpers
niedriger liegt als die Ebene des Leitergitters. Dieses Versenken kann beispielsweise über die Linien B-B
erfolgen, wobei die Händer 2 dann automatisch gegen die Leiter 7 isoliert sind. Fig. 2 zeigt ein Beispiel diescr
Ausführungsform, wobei ein Schnitt gemäß der Linie H-II aus Fig. 1 dargestellt wird. Die Leiter können
auch auf eine andere Art und Weise abgewinkelt werden, wie dies vom Leiter 6 in !Mg. 3 dargestellt
wird.
Die Leiter können auch auf eine andere Art und Weise gegeneinander isoliert werden. So können beispielsweise
zwei nebeneinandeiliegende Leiter in derselben Richtung verschränkt werden, wobei von den
aufeinander gerichteten Schnittflächen der Verbreiterungen jeweils eine nach unten und eine nach oben
dreht. Fig. 4 zeigt eine andere Ansicht dreier nebeneinanderliegender Leiterenden, deren Leiter verschränkt
sind. Die Drähte zwischen dem Halbleiter-Körper und den Leitern können sowohl bevor als auch
nachdem die Verbreiterungen auf ein anderes Niveau gebracht worden sind, befestigt werden. Es ist einfacher,
die Drähte vorher zu befestigen. Die Isolierung kann weiter mit Hilfe anderer Mittel erhalten werden.
So kann ein Streifen geringer Breite aus dem Verbindungsstreifen weggenommen werden, beispielsweise
mit Hilfe eines Laserstrahls oder auf eine andere Art und Weise.
Der Verbindungsstreifen zwischen den Leitern braucht nicht als geschlossener Rahmen ausgebildet
zu werden. Wesentlich ist, daß die Leiter bis dicht an den Träger reichen und daß wenigstens diejenigen
Leiter, die mit einer großen Länge in den Kunststoff eingebettet sind, an ihrem freien Ende sehr gut verankert
sind.
Ein Beispiel eines Leitergilters, bei dem der Verbindungsstreifen
aus unterschiedlichen Teilen besteht, ist in Fig. 5 dargestellt. Der Träger 11 ist durch Bänder
12 mit einem Unterstützungselement 13 in Form eines Rahmens verbunden. Die Leiter 14 bis 17 sind
mit einem Ende in den Rahmen 13 aufgenommen, ihr anderes Ende mündet in einen Verbindungsstreifen
18 bzw. 19. Der Verbindungsstreifen besteht hier also aus zwei Teilen. Die Stellen, wo der Verbindungsstreifen
durchgeschnitten ist., sind wieder gestrichelt dargestellt. Die Isolierung der Verbreiterungen
der Leiter gegeneinander läßt sich auf die obenstehend beschriebene Art und Weise durchführen. Wenn
beispielsweise das Isolieren auf ähnliche Weise wie in Fig. 2 in bezug auf das Gitter aus dem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, durchgeführt wird, wird der Träger 11 dadurch versenkt, daß die Bänder
12 geknickt und die Verbreiterungen der Leiter 14 und 16 nach oben abgewinkelt werden.
In Fig. 6 ist eine Halbleiteranordnung dargestellt, in der das Gitter nach Fig. 1 verwendet worden ist
Die Form der verbreiterten Leiterenden und die ArI und Weise der Isolierung gegeneinander ist deutlich
dargestellt. Der auf dem Träger 1 angeordnete Halbleiterkörper 21 hat Kontaktstellen 22, die mittels
Drähten 23 mit den Leiterenden elektrisch verbunder sind. Die Kunststoffhülle ist durch 24 angedeutet. Die
aus der Hülle 24 herausragenden Leiteneile sind aul übliche Weise in zwei parallele Reihen abgewinkelt
Die dargestellten Gitter eignen sich für einen Halbleiterkörper, der eine integrierte Schaltung enthält
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf integrierte Schaltungen. Auch bei der Herstellung eines Transistors
ist die Erfindung beispielsweise anwendbar.
Der Träger ist in den beschriebenen Figuren als integrierender Teil des Leitergitters dargestellt. Auch
dies ist nicht notwendig. Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch ein Leitergitter, wobei ein gesondert hergestellter
Träger 31 mit Befestigungsstreifen 33 mit Bändern 32 verschweißt ist. Das Leitergitter 1 entspricht dabei,
was den Aufbau anbelangt, dem Gitter nach Fig. 1. aber die Bänder 32 erstrecken sich nicht bis zum Verbindungsstreifen
38. Auf diese Weise ist in Fig. 7 noch ein Teil des Leiters 37 sichtbar. Ein derartiger Aufbau
kann wesentliche Vorteile bieten. Nur der Trägei braucht nun aus der verhältnismäßig teuren Eisen-Nickel-Kobaltlegierung
hergestellt zu werden. Das Leitergitter kann beispielsweise aus einer billigerer
Eisen-Nickellegierung oder aus Kupfer bestehen Weiter kann nun das Leitergitter weniger stark vergoldet
werden als der Träger, was kostensparend ist
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, wobei ein aus einem Metallstreifen
gebildetes Leitergitter verwendet wird, dessen Leiter an einem Ende in ein Unterstützungselement
aufgenommen sind und am anderen Ende mittels Drähten mit Kontaktflächen eines auf einem
Träger befestigten Halbleiterkörpers verbunden werden, wonach eine Hülle aus Kunststoff
angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Leitergitters die vom Unterstützungselement
(3) abgewandten äußeren Enden wenigstens einer Anzahl von nebeneinanderliegenden
Leitern (4 bis 7) mittels eines Verbindungsstreifens (8) miteinander verbunden bleiben, daß der Verbindungsstreifen zwischen
nebeneinanderliegenden Leitern durchschnitten wird, wobei verbreiterte Leiterenden gebildet
werden, und daß die nebeneinanderliegenden Teile des Verbindungsstreifens nach dem Durchschneiden
dadurch elektrisch gegeneinander isoliert werden, daß wenigstens die Schnittflächen
nebeneinanderliegender Teile des Verbindungsstreifens auf voneinander verschiedene Niveaus
gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende jeweils eines, neben
einem anderen Leiter liegenden Leiters aus der Ebene des Leitergitters abgewinkelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitergitter so ausgebildet
wird, daß der Verbindungsstreifen (8) einen geschlossenen Rahmen bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitergitter so ausgebildet
wird, daß der Verbindungsstreifen aus zwei Teilen (18, 19) zusammengesetzt ist.
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