DE3209756C2

DE3209756C2 -

Info

Publication number: DE3209756C2
Application number: DE3209756A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Masashino Tokio/Tokyo Jp Akizawa; Hiroshi Yokohama Jp Ishimizu
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1990-01-18
Also published as: DE3209756A1; US4483441A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 41 02 039 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden zunächst aus einem Metallblech Teile so ausgestanzt, daß Anschlußdrähte und ein Träger für das Halbleiterelement geschaffen wird. Danach wird das Halbleiterelement auf den Träger aufgebracht. Dabei stehen die Anschlußdrähte mit einem umlaufenden Restabschnitt des Metallbleches in Verbindung. Daraufhin werden die Anschlußdrähte und das Halbleiterelement in eine Kunststoffumhüllung eingegossen und dabei außerdem als zusätzliches Element zum Metallblech ein Schutzrahmen auf die Anschlußdrähte gegossen, welcher Schutzrahmen mit der gegossenen Umhüllung über einen Steg in Verbindung steht. Danach werden die Anschlußdrähte durchtrennt und abgebogen. Bevor die Halbleitervorrichtung zum Einsatz kommt, werden die Verbindungsstege zum Schutzrahmen getrennt und der Schutzrahmen entfernt.

Ein weiterer Stand der Technik ergibt sich aus der US-PS 39 09 838. Hier werden ebenfalls zunächst Anschlußdrähte, die zu einem Mittelstück zusammenlaufen, so gestanzt, daß sie mit einem Restmetall verbunden bleiben. Das Mittelstück wird dann an einer anderen Stanzstelle ausgestanzt und schließlich das Halbleiterelement zusammen mit einer Umhüllung aufgebracht, wonach die Anschlußdrahtenden vom Metallband getrennt werden. Danach wird die gesamte Halbleitervorrichtung vom Metallband gelöst. Die Umhüllungshälften der Halbleitervorrichtung sind mit Kerben versehen, die ein genaues Ausrichten derselben bei der Montage gestatten.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Halbleitervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Schutzrahmens eine günstigere und materialsparendere Herstellung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine derartige Halbleitervorrichtung ermöglicht mit geringeren Herstellungskosten einen guten Schutz der Anschlußdrähte vor Benutzung der Halbleitervorrichtung, wobei die Anschlußdrähte nicht verformt werden. Trotzdem erlaubt die erfindungsgemäße Lösung ein leichtes Entfernen des Schutzrahmens. Als vorteilhaft ist anzusehen, daß erfindungsgemäß der Schutzrahmen zusammen mit den Metallteilen, beispielsweise dem Trägersubstrat für das Halbleiterelement, den Leitungsdrähten und den Metallbrücken durch Stanzen ein und derselben Metallplatte erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So sind vorzugsweise beim Stanzen im Schutzrahmen ein oder mehrere Kerben vorgesehen, die hinsichtlich der verbesserten automatischen Handhabung der Halbleitervorrichtungen ein geführtes und genau ausgerichtetes Unterbringen der Halbleitervorrichtungen in einer Verpackung ermöglichen. Dabei sind vorzugsweise die Kerben als Stanzausnehmungen ausgebildet.

Damit ein leichtes Abbrechen des Schutzrahmens von der Halbleitervorrichtung ohne Werkzeug möglich ist, sind die Metallbrücken zur Definition von Sollbruchstellen mit Rillen versehen.

Entsprechend einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung weist die Halbleitervorrichtung Rechteckform auf und die Metallbrücken sind im Bereich der Ecken an jeweils nur einer Seite vorgesehen, was ein leichtes Entfernen und Abbrechen der Metallbrücken ohne Werkzeug ermöglicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer chipförmigen Halbleitervorrichtung,

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsbeispiele von chipförmigen Halbleitervorrichtungen und

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht einer Verpackung zum Verpacken der Halbleitervorrichtungen.

In Fig. 1 ist eine Chip-Halbleitervorrichtung so gezeigt, wie sie an dem Verbraucher abgegeben wird. Ein nicht dargestelltes Halbleiterelement ist in einer versiegelnden Kunstharzschicht 1 eingeschlossen. Aus den Seitenkanten der versiegelnden Kunstharzschicht 1 stehen zahlreiche Anschlußdrähte 2 heraus. Die Anschlußdrähte 2 sind innerhalb der versiegelnden Kunstharzschicht 1 mit dem Halbleiterelement verbunden.

Die Anschlußdrähte 2 sind dadurch entstanden, daß eine Metallplatte gestanzt wird. Bei einem Chip-Halbleiterelement sind die Breite und der Abstand der Anschlußleiter gering. Im Hinblick auf die Herstellungsgenauigkeit ist deshalb auch die Dicke der Anschlußdrähte gering, so daß sie nur geringe mechanische Festigkeit haben und deshalb leicht durch Verbiegen beschädigt werden können. Ein derartiges Halbleiterelement muß deshalb sehr sorgfältig behandelt werden, so daß speziell für den Transport Sondermaßnahmen zu treffen sind, um ein Verformen der Anschlußdrähte zu verhindern.

Das größte Problem beim Transportieren von chipförmigen Halbleitervorrichtungen ist die Deformation der Anschlußdrähte. Um dies zu verhindern, besitzt eine chipförmige Halbleitervorrichtung, die mit einer Verpackung verwendet wird, einen Aufbau, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Das (nicht gezeigte) Halbleiterelement selbst ist auf einem Trägersubstrat 12 untergebracht und in einer Harzschicht-Umhüllung 11 eingebettet. Das Trägersubstrat 12 wird von einem Schutzrahmen 14 über Metallbrücken 15 a bis 15 d gehalten. Von jeder Seitenkante der Umhüllung 11 stehen zahlreiche Anschlußdrähte 13 ab. Die freien Enden der Anschlußdrähte 13 haben vom Schutzrahmen 14 einen Abstand. Innerhalb der Umhüllung 11 sind die Anschlußdrähte 13 mit dem eigentlichen Halbleiterelement verbunden. Die von der Umhüllung überdeckten Teile der Anschlußdrähte 13 sind in der Zeichnung nicht wiedergegeben. Das Trägersubstrat 12, die Leiterdrähte 13, der Schutzrahmen 14 und die Brücken 15 a bis 15 d befinden sich sämtlich in einer Ebene, da sie durch Stanzen einer einzigen Metallplatte hergestellt worden sind. Die Brücken 15 a bis 15 d sind mit dem Schutzrahmen 14 an den vier Ecken der Umhüllung 11 verbunden. Es sieht deshalb so aus, als ob der Schutzrahmen 14 mit den vier Ecken der Umhüllung 11 verbunden wäre. Die Verbindung zwischen dem Schutzrahmen 14 und den Brücken 15 a bis 15 d wird am Beispiel der Brücke 15 a beschrieben. Die äußeren Randkanten 15 a ₁ und 15 a ₂ der Brücke 15 a befinden sich auf zwei verschiedenen, aneinandergrenzenden Seiten der versiegelnden Kunstharzschicht 11. Im Schutzrahmen 14 ist an der Seite der Endkante 15 a ₂ ein Nutausschnitt 16 a ausgebildet. Die Endkante 15 a ₂ ist somit vom Schutzrahmen 14 getrennt. Die Verbindung zwischen der Brücke 15 a und dem Schutzrahmen 14 besteht deshalb nur an der Endkante 15 a ₁, die auf einer Seite des Eckbereichs der versiegelnden Harzschicht 11 liegt. Eine Rille 19 a verläuft in Längsrichtung in der Endkante 15 a ₁. Zwei Kerben 17 a und 17 b sind in den Schutzrahmen 14 auf der einen Seite eingeformt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Kerbe 18 in den Schutzrahmen 14 eingeformt.

Da die Anschlußdrähte 13 bei dieser Halbleitervorrichtung durch den Schutzrahmen 14 geschützt sind, können sie während des Transportes nicht defomiert werden. Da außerdem der Schutzrahmen 14 mit der Halbleitervorrichtung verbunden ist, ist es auch leicht, diese zu verpacken oder aus der Verpackung herauszunehmen.

Der Schutzrahmen 14 muß entfernt werden, wenn die Halbleitervorrichtung verwendet und eingebaut werden soll.

Da er mit der Umhüllung 11 an einer Ecke verbunden ist, wo sich keine Anschlußdrähte befinden, besteht kaum Gefahr, daß beim Entfernen des Schutzrahmens 14 die Anschlußdrähte verbogen werden. Wie beschrieben, ist die Brücke 15 a mit dem Schutzrahmen 14 an einer Ecke der Umhüllung 11 über eine Endkante 15 a ₁ an einer Seite der Umhüllung 11 verbunden. Darüber hinaus ist eine Rille 19 a entlang der Endkante 15 a ₁ eingeformt. Der Schutzrahmen 14 kann also an der Endkante 15 a ₁ durch Biegen leicht abgebrochen werden. Wären beide Endkanten 15 a ₁ und 15 a ₂ mit dem Schutzrahmen 14 in Verbindung, so wäre das Ausbrechen wesentlich schwieriger. So jedoch kann der Schutzrahmen bei der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung ohne maschinelle Hilfe weggebrochen werden. Verwendet man dennoch eine Ausdrückmaschine, so braucht diese nur verhältnismäßig einfach zu sein. Aus diesem Grund kann der Benutzer den Schutzrahmen 14 also leicht entfernen.

Der Schutzrahmen 14 hat an seiner einen Seite zwei Kerben 17 a und 17 b und eine einzige Kerbe 18 an der gegenüberliegenden Seite. Er ist deshalb nicht zu seinem Zentrum symmetrisch, sondern besitzt nur eine Symmetrieachse. Man kann also leicht die Orientierung der Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung anhand der Kerben unterscheiden. Diese Kerben erleichtern überdies das Verpacken der Halbleitervorrichtung in einem Behälter.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Halbleitervorrichtung, die in Verbindung mit einer Verpackung verwendet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schutzrahmen 14 nicht mit dem Trägersubstrat 12 verbunden. Der Schutzrahmen 14 ist durch Fixierstücke 15′a bis 15′d mit der Umhüllung 11 verbunden, die von den vier Ecken her in die Umhüllung 11 hineinragen. Im übrigen ist der Aufbau gleich dem in Fig. 2.

Fig. 4 zeigt die Reihenanordnung mehrerer Halbleitervorrichtungen, die gemeinsam in einem Schutzrahmen 14′ untergebracht sind. Der für die Herstellung von kunstharzversiegelten Halbleitervorrichtungen verwendete Führungsrahmen besteht ursprünglich aus einer Vielzahl von fortlaufenden Einheiten. Der äußere Rahmen eines derartigen Führungsrahmens kann deshalb ohne Veränderung als Schutzrahmen 14′ verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Verpackung wird nun in Verbindung mit Fig. 5 erläutert. Fig. 5 ist eine Explosionsdarstellung der Verpackung. Die Verpackung besteht aus einem beidends offenen säulenförmigen Gehäuse 21, einem Bodendeckel 25, einer chipförmigen Halbleitervorrichtung 10, die darin zu verpacken ist, und einem oberen Deckel 27. Der Querschnitt des Gehäuses 21 ist dem Außenrand des Schutzrahmens 14 angepaßt. Am unteren Ende des Gehäuses 21 befinden sich für die Auflage des Bodendeckels 25 vorspringende Ränder 24. Führungsstege 22 a, 22 b und 23 sind auf den Innenwänden des Gehäuses 21 in Anpassung an die Kerben 17 a, 17 b und 18 der Halbleitervorrichtung 10 von oben nach unten verlaufend angebracht. Der Bodendeckel 25 weist eine Kerbe 26 entsprechend dem Steg 23 und (nicht gezeigte) weitere Kerben entsprechend den Stegen 22 a und 22 b auf. Vergleichbare Kerben 28 a, 28 b und 28 c befinden sich im oberen Deckel 27. In einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 21 sind Durchgangslöcher 29 eingearbeitet.

Claims

1. Chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung, deren Metallteile aus einer Metallplatte ausgestanzt sind, bestehend aus Halbleiterelement mit Umhüllung und Anschlußdrähten, die aus der Umhüllung hervorstehen, wobei die Halbleitervorrichtung durch einen in der Plattenebene mit Abstand zu den Anschlußdrahtenden umlaufenden Schutzrahmen geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzrahmen (14) und Metallteile (13) aus derselben Metallplatte gestanzt sind und daß bei freien Anschlußdrahtenden der Schutzrahmen mit der Halbleitervorrichtung durch zu trennende Metallbrücken (15 a bis 15 c, 15 a ₁) verbunden ist.

2. Chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzrahmen (14) Kerben (17 a, 17 b, 18) zur Führung und Orientierung für die nachfolgende Handhabung aufweist.

3. Chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben (17 a, 17 b, 18) Stanzausnehmungen sind.

4. Chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbrücken zur Definition von Sollbruchstellen mit Rillen (19 a) versehen sind.

5. Chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die chip- oder plattenförmige Halbleitervorrichtung Rechteckform aufweist und im Bereich der Ecken an jeweils nur einer Seite (15 a ₁) die Metallbrücke vorgesehen ist.