DE2942394A1 - Halbleiteranordnung - Google Patents

Halbleiteranordnung

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DE2942394A1
DE2942394A1 DE19792942394 DE2942394A DE2942394A1 DE 2942394 A1 DE2942394 A1 DE 2942394A1 DE 19792942394 DE19792942394 DE 19792942394 DE 2942394 A DE2942394 A DE 2942394A DE 2942394 A1 DE2942394 A1 DE 2942394A1
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connection
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imaginary line
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Tadao Kaji
Akira Masaki
Kanji Otsuka
Masaaki Ueno
Tamotsu Usami
Hiroki Yamashita
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Hitachi Ltd
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Description

  • Halbleiteranordnung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung, insbesondere auf die Formen von längs des Umfangs einer Hauptfläche eines Halbleiterplättchens angeordneten Drahtverbindungssockeln. Die Form des Drahtverbindungssockels des Plättchens in der Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung eignet sich besonders für ein Ultraschalldrahtverbindungsverfahren, bei dem der zu bildenden Drahtschleife eine begrenzte Richtungseinstellung auferlegt ist.
  • Bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, wie z. B.
  • einer integrierten Schaltung, wird üblicherweise ein Anschlußrahmen aus einer gemusterten Metallplatte verwendet, die in Fig. 1 dargestellt ist. Ein solcher Anschlußrahmen enthält gewöhnlich in seinem mittleren Teil ein ~Anhänger" genanntes Rechteck 1, auf dem ein Halbleiterplättchen 2 angebracht ist. Der Anschlußrahmen enthält außerdem eine Mehrzahl von Zuführungsleitungen 4, die vom äußeren Rahmen 3 nach innen vorspringen und deren inneren Enden nahe des und um den Anhänger 1 angeordnet sind. Weiter ist der Anschlußrahmen mit einem ~Damm" genannten Verbindungsteil 5 versehen, der eine Kunstharzeinformzone 6 umgibt, um das Abfließen von Kunstharz aus dem geformten abgetrennten Bereich zu vermeiden. Beim Zusammenbau wird das Plättchen 2 am Anhänger 1 befestigt (Plättchenverbindung), und die inneren Enden der Zuführungsleiter 4 werden durch Drähte 8 mit zugehörigen rechteckigen Verbindungssockeln (im folgenden auch einfach als Sockel bezeichnet) 7 verbunden, die längs des Umfangs der Oberseite des Plättchens 2 angeordnet sind (Drahtverbindung).
  • Danach wird die Kunstharzeinformzone 6 mit Kunstharz gefüllt, und eine gewünschte Halbleiteranordnung wird fertiggestellt, nachdem der unnötige Damm 5 und der äußere Rahmen 3 weggeschnitten sind.
  • Mit einem steigenden Bedarf an integrierten Schaltungen mit hoher Integration und Vielfunktionscharakteristik wurde die weitere Miniaturisierung der Schaltung zwecks Senkung der Herstellungskosten erforderlich. Für das Plättchen bedeutet dies einen feinen Entwurf und eine Hochdichte-Verdrahtung, die die Abmessungsverringerung der Sockel und die Verkleinerung des Abstandes zwischen benachbarten Sockeln (Sockelteilung) erfordern. Der obige Bedarf an gedruckten Schaltungen erforderte auch die Erhöhung der Zahl von Zuführungsleitern zur Verbindung mit äußeren Schaltungen (die im folgenden auch einfach als Zuführungen bezeichnet werden). Da die Teilung der äußeren Enden der Zuführungen in irgendeiner fertiggestellten Halbleiteranordnung im voraus je nach den festgelegten Normen definiert ist, ist es erforderlich, einen solchen Anschlußrahmen, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, zu verwenden, der in vier senkrechten Richtungen verlaufende Zuführungen aufweist. Bei dieser Art von Anschlußrahmen neigen die Zuführungen nahe den Ecken des Rahmens dazu, vom Plättchen zurückzutreten und auch sich geneigt zu den Sockeln zu erstrecken. Als Ergebnis hat, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der zwischen einem Verbindungsbereich 9 der Zuführung 4 und dem Sockel 7 ausgestreckte Draht 8 einen großen Neigungswinkel e bezüglich eines Seitenpaars des rechteckigen Sockels 7. Daher verfehlt, wenn bei der Drahtverbindung der Draht 8 unter auch nur geringer Abweichung von einer gewünschten Richtung gespannt wird oder wenn die Einstellung des Drahtes 8 bezüglich des Sockels 7 etwas von einer bestimmten Ausrichtung abweicht, der Verbindungsteil 10 des Drahtes 8 leicht eine korrekte Ausrichtung zum Sockel 7. Infolgedessen ist eine verläßliche und sichere Drahtverbindung mit dem Sockel 7 besonders an der Ecke des Anschlußrahmens unmöglich, und außerdem ist die Drahtverbindungsfläche des Sockels sehi stark begrenzt, so daß die brauchbare Fläche des Sockels trotz einer verhältnisiäßig erheblichen Abmessung des Sockels wesentlich verringert ist. Weiter neigt die Außenkante des fehlausgerichteten Verbindungsteils 10 oder des Endteils des Drahtes 8 dazu, den Nachbarsockel 7 zu berühren und dadurch einen Iurzschlußfehler zu verursachen. Diese Nachteile existieren sehr oder weniger auch bei der Drahtverbindung auf der Seite der Zuführungen 4, Wenn die Sockelabiessung und die Sockelteilung geringer sind, treten solche Problem häufiger auf und wirken daher der Miniaturisierung der Sockel und der Verringerung der Soekeltellung entgegen, was au einer Erhöhung der Abmessung des Plättchens und damit der Halbleiteranordnung führt. Diese Probleme sind der Geometrie der Sockel auf dem Plättchen eigen.
  • Die obigen Probleme sind einer Anzahl von Drahtverbindungsverfahren gemeinsam, und sie sind besonders bei einem Ultraschalldrahtverbindungsverfahren ernsthaft, bei dem einer zu bildenden oder zu spannenden Drahtschleife eine bestimmte Richtungseinstellung auferlegt wird, d. h., daß die Drahtverbindung nur in einer mit der Schwingungsrichtung der verwendeten Ultraschallschwingungsenergie übereinstimmenden Richtung vorgenommen werden kann. Dies soll anhand der Fig. 3 beschrieben werden. Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein Ultraschalldrahtverbindungsverfahren, und man erkennt einen Wandler 30, der einen Vibrator 31, der mit einem (nicht dargestellten) Hochfrequenzoszillator verbunden ist, ein Schallabstrahlorgan 32 und einen dazwischen eingefügten Koppler enthält. Der Wandler 30 ist auf einem (nicht dargestellten) X-Y-Tisch monstert, so daß er in den X- und Y-Richtungen bewegt werden kann. Das Schallabstrahlorgan 32 trägt eine mittels einer Schraube oder auf andere Weise angebrachte Nadel 33. Die Nadel besteht beispielsweise aus Wolframkarbid und hat einen Spitzenboden eines flachen oder genuteten Aufbaus parallel zu der Oberfläche, an der ein Draht angebracht wird. Diese Anordnung des und Wandlers 30/der Nadel 33 ist so ausgelegt, daß sich die Nadel 33 in der durch einen Pfeil A angedeuteten Richtung bewegen läßt und daß sich der Wandler 30 in der durch einen Pfeil B angedeuteten Richtung bewegen läßt. Ein Verbindungsdraht 35 aus Al, Au oder irgendeinem anderen geeigneten Metall, der von einer Drahtvorratsrolle 34 zugeführt wird, kann durch den Spitzento*t der Nadel 33 geführt werden.
  • Auf einem Arbeitstisch 36 zum Drehen der zu verbindenden Gegenstände sind in vereinfachter Weise ein mit dem Anhänger 1 eines Anschlußrahmens verbundenes Plättchen 2, Sockel 7 auf dem Plättchen 2 und Suführungen4 des Anschlußrahmens entsprechend den Sockeln 7 dargestellt.
  • Beim Betrieb der obigen Anordnung wird die Nadel 33 nach unten bewegt, um den Draht 35 in Kontakt mit dem Sockel 7 auf dem Plättchen 2 zu bringen und gleichzeitig den Draht 35 auf den Sockel 7 zu drücken. Wenn Ultraschallschwingungen mit einer Amplitude von etwa 1 /um, wie durch einen Pfeil C angedeutet, durch die Nadel 33 übertragen werden, wird die Kontaktgrenzfläche zwischen dem Draht 35 und dem Sockel 7 plastisch verformt, so daß der Draht 35 und der Sockel 7 miteinander verbunden werden. Dieser Verbindungsmechanismus beruht offenbar sowohl auf der Erhitzung der Grenzfläche bis zu Temperaturen über der Rekristallisationstemperatur durch die Ultraschallschwingungen als auch auf der gegenseitigen Diffusion der Atome im Draht 35 und im Sockel 7 durch den einwirkenden Druck. Dann wird die Nadel 33 nach oben bewegt, und der Wandler 30 wird nach rechts (in der X-Richtung) über die Zuführung4 unter der Steuerung des X-Y-Tisches bewegt.
  • Die Nadel 33 wird erneut nach unten zur Verbindung des Drahtes 35 mit der Zuführung 4 bewegt. Nach dem Verbinden des Drahtes 35 und der Zuführung 4 oder der Bildung einer ersten Drahtschleifezwischen dem Sockel 7 und der Zuführung 4 wird der Draht 35 z. B. durch eine (nicht dargestellte) Drahtklemme durchgetrennt. Dann wird der X-Y-Tisch in der Y-Richtung bewegt, um eine zweite Drahtschleife zwischen dem nächsten Sockel und der zugehörigen Zuführung zu bilden, und der gleiche Verbindungsvorgang wird wiederholt, um die Drahtverbindung zwischen einer Reihe von Sockeln und den entsprechenden Zuführungen zu vollenden.
  • Danach wird der Arbeitstisch 36 gedreht, und der obige Prozeß wird an der nächsten Reihe von Sockeln und den entsprechenden Zuführungen wiederholt. So wird die Drahtverbindung zwischen vier Reihen von Sockeln 7 und den entsprechenden Zuführungen 4 durch die Bewegung der Nadel 33 in der X-Richtung und in der Y-Richtung unter Steuerung des X-Y-Tisches und die Drehung der zu verbindenden Teile unter der Steuerung des Arbeitstisches 36 vorgenommen.
  • Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist es, da die Verbindung des Drahtes 35 mit dem Sockel 7 oder der Zuführung 4 nur in der Schwingungsrichtung der Ultraschallwellenjd. h. in der zur Schwingungsrichtung C der Ultraschallwellen parallelen Kontaktgrenzfläche erfolgt, nötig, den Verbindungsdraht in der gleichen Richtung wie der der Ultraschallschwingung zu richten oder zu spannen, um die Verbindung zu ermöglichen. Wenn die Erstreckungsrichtung des Drahtes nur an den Verbindungspunkten des Sockels 7 und der entsprechenden Zuführung 4 parallel zur Schwingungsrichtung und zwischen dem Sockel 7 und der Zuführung 4 nicht parallel gemacht wird, würde der Lageeinstellungsvorgang kompliziert sein, und außerdem würde der verbundene Draht dazu neigen, sich am Verbindungspunkt leicht zu lösen oder zu brechen. Da das Plättchen notwendigerweise wegen dieser der zu bildenden Drahtschleife auferlegten Richtungseinsteilung gedreht werden muß, muß die Lageeinstellung beim Verbinden, d. h. die Anordnung der Nadel des Ultraschalldrahtdverbindungsgerätes auf dem Sockel mit hoher Genauigkeit erfolgen. Es ist auch erforderlich, die Verbindungsfläche beim Ultraschallverbindungsverfahren im Vergleich mit einem Thermobompressionsverbindungsverfahren oder einem Keilverbindungsverfahren unter Berücksichtigung der Verbindungsfestigkeit zu erhöhen. Daher ist die Automatisierung des Ultraschallverbindungsverfahrens, bei dem die Verbindungsbedingungen kritisch sind und es viele Unstabilitätsfaktoren gibt, verzögert und außerdem solchen Nachteilen, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, aufgrund der Abweichung der Richtung unterworfen, in der der Draht zur Zeit der Drahtverbindung zu richten oder zu spannen ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Formen der Verbindungssockel so zu gestalten, daß sich die Sockel wirkungsvoller ausnutzen lassen, und diese Verbindungssockel sollen besonders für das Ultraschalldrahtverbindungsverfahren geeignet sein.
  • Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Halbleiteranordnung aus einem Halbleiterplättchen mit einer Mehrzahl von Drahtverbindungssockeln längs des Umfangs einer Hauptfläche desselben, einer Mehrzahl von den Drahtverbindungssockeln entsprechenden Zuführungsleitern und einer Mehrzahl von Drähten, deren jeder an einem Ende einen ersten, mit einem der Drahtverbindungssockei verbundenen Verbindungspunkt und am anderen Ende einen zweiten, mit dem entsprechenden Zuführungsleiter verbundenen Verbindungspunkt aufweist, mit dem Kennzeichen, daß jeder der Drahtverbindungssockel sich unter einem bestimmten Abstand längs einer gedachten, durch den ersten Verbindungspunkt und den zweiten Verbindungspunkt des zugehörigen Drahtes gehenden Linie erstreckende gegenüberliegende Seiten aufweist.
  • Mit diesem Aufbau läßt sich wirksam vermeiden, daß ein Verbindungsdraht den benachbarten Sockel berührt, und die Sockelabmessung und damit die Sockelteilung lassen sich verringern, so daß die Abmessung des Halbleiterplätchens und damit einer Halbleiteranordnung verringert werden können.
  • Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläuterte darin zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht eines Anschlußrahmens zusammen mit einem herkömmlichen Halbleiterplättchen; Fig. 2 in vergrößertern Maßstab einen Teil von Fig,1, in dem elne Verbindungsdrahtschleife zwischen einem Sockel und dem entsprechenden Zuführungsleiter gebildet ist; Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines :rrsvllverbindungserfahrens; und Fi 4 eine~ ne @@@@@@ @@@@@ eines ci 15 einer Halbleiteranordnung @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ gemäß .Ser @@ rr#1ndunc: @@@@ Maßs In Fig. 4 sind ein Plättcher unc Zuführungslejter 12 teilweise dargestellt. Sockel 10 sinc längs des Umfangs der Oberseite des Plättchens an#eordnet. Eine Strichpunktlinie, die nach der Darstellung den Mittelpunkt 19 des Sockels 13 und den Mittelpunkt 4 des inneren Endteils oder Verbindungsteils 17 des Zuführungsleiters 12 verbindet, ist eine gedachte Mittellinie 21 eines nach der Auslegung ausgerichteten oder gespannten Drahtes 15.
  • Die gegenüberliegenden Seiten 20 jedes Sockels 13 zu beiden Seiten der gedachten Linie 21 sind parallel zu der Linie 21 angeordnet.
  • Dieses Plättchen 11 mit den Sockeln 13 dieser Formen ist auf einem Anhänger 16 durch einen Plättchenverbindungsvorgang befestigt, und ein Drahtverbindungsvorgang zur Bildung einer Drahtschteife wird in der Weise durchgeführt, daß ein Ende des Drahtes 15 am Sockel 13 des Plättchens 11 und das andere Ende des Drahtes 15 am Verbindungsteil 17 des Zuführungsleiters 12 durch Kompression befestigt und der Draht 15 nahe dem Verbindungsteil 17 abgeschnitten wird. Bei diesem Drahtverbindungsvorgang stimmt die Richtung, in der der Draht 15 einem Verbindungswerkzeug zugeführt wird, mit der Richtung der gedachten Linie 21 iiberein, in der der Draht zu spannen ist. (Dies ist für ein eine Ultraschallschwingungsenergie ausnutzendes Drahtverbindungsverfahren wesentlich.) Daher läßt sich eine weite Abweich#ung des Verbindungsteils 18 des rate 15 am Sockel 13 vom Sockel 13 vermeiden, auch wenn es eine geringe weichung des Drahtes 15 von der gedachte @@@@ Irle aibt. Außerdem würde, da sich der Sockel 13 längs der gedachten Linie 21 mit einer bestimmten Breite erstreckt, eine geringe Abweichung des Verbindungspunkts des Drahtes am Sockel nicht verursachen, daß das vom Verbindungsteil 18 vorragende Drahtende bis über den Umfang des Sockels 13 hinausreicht. Folglich läßt sich verhindern, daß das Drahtende oder der Verbindungsteil 18 den Nachbarsockel 13 berührt, so daß sich die Ausbeute der hergestellten Halbleiteranordnungen verbessern läßt.
  • Weiter können nach diesem Ausführungabeispiel die Sockelabmessung und die Sockelteilunq beide verringert werden. Während beispielsweise ein herkömmllches Plättchen mit etwa 100 Sockeln ein Quadrat von 5,7 rm x 5,7 mm ist, ist ein Plättchen mit der gleichen Anzahl von Sockeln gemäß der Erfindung ein Quadrat von 4,5 mm x 4,5 mm.
  • Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich auch die gegenüberliegenden Seiten wenigstens des inneren Endteils 17 jedes Zufuhrungsleiters 12, womit der Draht verbunden ist, parallel zur Erstreckungsrichtung des Drahtes 15. Diese Gestaltung des Zuführungsleiters 12 verringert die Gefahr, daß die Verbindungsteile oder Drahte#enteile der Drähte sich an benachbarten Zuführungsleitern berühren können.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 jeden Sockel 13 in Form eines Parallelogramms zeigt, versteht es sich, daß der Sockel von irgendeiner Form sein kann, sofern sich die gegenüberliegenden Seiten 20 desselben parallel zur Spannungsrichtung des Drahtes 15 erstrecken.
  • Aus dem Vergleich zwischen den Fig. 2 und 4 wird offenbar, daß, auch wenn die tatsächliche Verbindungsstelle etwas von einer gewünschten Stelle abweicht, die Berührungsfläche zwischen dem Draht und dem Sockel erfindungsgemäß größer als nach dem Stand der Technik ist. Dies ist unter Berücksichtigung der Bindefestigkeit vorteilhaft.
  • Die Erfindung läßt sich auf Halbleiteranordnungen anwenden, die in einer Auswahl von Einkapselungen des Harzguß-, keramischen oder Glaseinkapselungstyp od. dgl.
  • montiert sind.
  • Obwohl die Formen der Sockel (und Zuführungsleiter) gemäß der Erfindung bei einer nach verschiedenen Drahtverbindungsverfahren hergestellten Halbleiteranordnung verwendet werden können, eignen sie sich besonders vorteilhaft für das Ultraschalldrahtverbindungsverfahren, bei dem gemäß obiger Beschreibung außer der einschränkenden Anforderung, daß die Richtung einer zu formenden Drahtschleife mit der Richtung der angewandten Ultraschallschwingungen übereinstimmen muß, auch noch schwierige Bedingungen einschließlich derjenigen existieren, daß die Lageeinstellung der Nadel des Ultraschalldrahtverbindungsgeräts zu den Sockeln und Zuführungsleitern, deren Drehung erforderlich ist, mit hoher Genauigkeit gesteuert werden muß; sonst würden ernstliche Nachteile einschließlich des Kurzschlusses des verbundenen Drahtes mit dem Nachbarsockel (bzw. dem Nachbarzuführungsleiter) aufgrund der Abweichung der Spannrichtung des Drahtes auftreten. Durch Verwendung der Formen der Sockel (und Zuführungsleiter) gemäß der Erfindung läßt sich eine verläßliche Automatisierung des Ultraschalldrahtverbindungsverfahrens mit höherer Ausbeute erzielen, da die Nachteile insbesondere der Kurzschlußfehler vermieden werden können.
  • L e e r s e i t e

Claims (3)

  1. Ansprüche 1. Halbleiteranordnung aus einem Halbleiterplättchen mit einer Mehrzahl von Drahtverbindungssockeln längs des Umfangs einer Hauptfläche desselben, einer Mehrzahl von den Drahtverbindungssockeln entsprechenden Zuführungsleitern und einer Mehrzahl von Drähten, deren jeder an einem Ende einen ersten, mit einem der Drahtverbindungssockel verbundenen Verbindungspunkt und am anderen Ende einen zweiten, mit dem entsprechenden Zuführungsleiter verbundenen Verbindungspunkt aufweist, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder der Drahtverbindungssockel (13) sich unter einem bestimmten Abstand längs einer gedachten, durch den ersten Verbindungspunkt (19) und den zweiten Verbindungspunkt (14) des zugehörigen Drahtes (15) gehenden Linie (21) erstreckende gegenüberliegende Seiten (20) aufweist.
  2. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Drahtverbindungssockel (13) die Form eines Parallelogramms hat, dessen beide Seiten die gegenüberliegenden Seiten (20) sind.
  3. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (17) jedes der Zuführungsleiter (12) sich unter einem zweiten bestimmten Abstand längs der gedachten, durch den ersten Verbindungspunkt (19) und den zweiten Verbindungspunkt (14) des zugehörigen Drahtes (15) gehenden Linie (21) erstreckende gegenüberliegende Seiten aufweist.
DE19792942394 1978-10-20 1979-10-19 Halbleiteranordnung Granted DE2942394A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12834878A JPS5555541A (en) 1978-10-20 1978-10-20 Semiconductor element

Publications (2)

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