DE3809451A1 - Leiterrahmen und verfahren zum im wesentlichen gratfreien einsatz-formen von halbleiter-einrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf das Plastikformen von Gegenständen, die eine Vielzahl von vorstehenden metallischen Einsätzen aufweisen. Im beson­ deren bezieht sich die Erfindung auf einen Leiterrahmen, der für das plastische Einkapseln von Halbleitereinrich­ tungen geeignet ist.

Während des Prozesses des Einkapselns in ein Plastikma­ terial oder Kunststoff wird gemäß dem Stande der Technik eine Halbleitereinrichtung oder eine integrierte Schaltung auf einem metallischen Leiterrahmen angeordnet, der die Herstellung von externen elektrischen Anschlüssen er­ leichtert. Die Einrichtung und der Leiterrahmen werden dann in einen Formhohlraum eingesetzt, wobei sich die Leiter aus dem Hohlaum hinaus erstrecken. Dann wird die Form beheizt und das Plastikmaterial in flüssiger oder halbflüssiger Form unter sehr hohem Druck in die Form ein­ gespritzt. Wegen seiner Fließfähigkeit fließt das Plastik­ material durch jegliche Ritzen, wo die Abdichtung nicht perfekt ist, heraus. Um eine Leckage zwischen den Leitern und den daraus resultierenden Grat zu vermeiden, wurde die Fom bisher kroniert. Dies erhöht jedoch die Kosten der Form und führt zu weiteren Abdichtungsproblemen, wo die Dicke des Leiterrahmenmaterials, insbesondere -aus­ gangsmaterials, unterschiedlich ist. Eine weitere, zur Reduzierung des durch Leckage verursachten Grates zwischen den metallischen Leitern benutzte Technik besteht darin, Dämm-Streifen zu verwenden, die in den Leiterrahmen einge­ arbeitet sind. Dämm-Streifen umfassen einen Teil des sich zwischen den Leitern erstreckenden Leiterrahmens, so daß das Schließen der Form ohne Kronierung bewerkstelligt werden kann. Im Anschluß an den Formvorgang werden die Dämmstreifen ausgestanzt. Dieser Ausstanzprozeß verlangt, daß sich die Dämmstreifen in einem genügenden Abstand von der Packung (package) weg befinden, damit sie ohne Beschädigung der Packung entfernt werden können. Da die Formmasse an den Leitern eng ist, sind die zum Entfernen der Dämmstreifen benutzten Stanzelemente zerbrechlich und habe eine be­ grenzte Lebensdauer. Zwei weitere Probleme, die dem Pro­ zeß des Ausstanzens eigen sind, bestehen darin, daß die Leiter durch die Stanzen beschädigt werden können und Spritz­ gut auf den Leitern zurückbleibt, wodurch eine andere Vor­ richtung, die die Einrichtung handhabt, verschmutzt oder beschädigt werden kann. Die technische Entwicklung hat zu immer größeren Leiterzahlen und kleineren Packungen ge­ führt, was wiederum einen abnehmenden Abstand zwischen den Leitern mit sich brachte. Deswegen werden kleinere und zerbrechlichere Dämmstreifen-Stanzer benötigt, und die Möglichkeit einer Leiterbeschädigung und eines zurück­ bleibenden Grates nimmt zu.

Es besteht somit ein Bedarf für ein Einkapselungsverfahren mit einem verbesserten Leiterrahmen, das den sich aus dem Formvorgang ergebenden Grat reduziert oder eliminiert und das die Anforderungen an das Putzen und Herrichten nach dem Formprozeß mildert.

Demgemäß besteht ein Ziel der Erfindung darin, einen ver­ besserten Leiterrahmen für das Einsatzformen (insert molding) von kleinen Gegenständen zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen ver­ besserten Leiterrahmen für das Einsatzformen von elek­ tronischen Halbleitereinrichtungen und integrierten Schal­ tungen zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Lei­ terrahmen zu schaffen, der einen Grat zwischen den Leitern einer mit Plastikmaterial eingekapselten elektronischen Packung im wesentlichen vermeidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Leiterrahmen zu schaffen, der Teile aufweist, die einen Grat zwischen den Leitern ausschließen, wobei diese Teile nach Beendigung des Formvorganges leicht ausgestanzt werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Grat zwischen Leitern bis zu dem Körper der elektronischen Halb­ leiterpackung zu verhindern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht ausschließlich darin, einen verbesserten Leiterrahmen zu schaffen, der in einem verbesserten Einkapselungsprozeß benützt wird.

Gemäß der Erfindung ersetzt ein Leiterrahmenteil, der in der Nähe der Packungskörperkante nicht mit den Leitern verbunden ist, die üblichen Leiterrahmen-Dämmstreifen. Dieser gelöste Teil des Leiterrahmens wird als Null-Grat- Lappen (zero-flash tab), im folgenden kurz als Lappen, be­ zeichnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung er­ streckt sich der Lappen gerade bis zur Kante des Packungs­ körpers.

Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Be­ schreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ formen der Erfindung.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Lappen gemäß der Erfindung aufweisenden Leiterrahmens, und

Fig. 2 bis 4 Querschnitte durch die bezeichneten Teile der Fig. 1 zur Darstellung der Konstruktionseinzel­ heiten eines Leiterrahmens, der einen Null-Grat- Lappen aufweist.

Die Fig. 1 gibt die Erfindung mittels einer Draufsicht auf einen Teil einer verbesserten elektronischen Packung wie­ der, die einen Plastikkörper 1 und eine Vielzahl von Lei­ tern 10 aufweist, die sich jeweils unter einem im wesent­ lichen rechten Winkel von dem Plastikkörper 1 aus erstrecken. Sowohl die Leiter 10 als auch die Lappen 12 bestehen mit dem äußeren Endteil eines metallischen Leiterrahmens 2 aus einem Stück und erstrecken sich von diesem einwärts. Die Leiter 10 erstrecken sich in den Bereich des Plastikkör­ pers 1, um eine in diesem untergebrachte integrierte Schaltung zu tragen oder einen Anschluß zu dieser her­ zustellen. Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Leiter­ rahmens, wo das Schließen der Form nahe beim Plastikkörper 1 bewirkt wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Leiter 10 und die Lappen 12 ein im wesentlichen kontinuierliches Glied bilden, das einen gleichförmigen Querschnitt aufweist. Die Form kann an dieser Stelle zwangsläufig geschlossen werden, ohne daß Kronungen, die zwischen benachbarte Lei­ ter passen, nötig sind. Die Leiter 10 und die Lappen 12 sind durch Trennlinien 16 getrennt, die dadurch gebildet werden, daß die Lappen 12 aus dem Ausgangsblech ausge­ stanzt und dann wieder in den Leiterrahmen zurückgesetzt werden.

Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen Teil des Leiterrah­ mens außerhalb des Ortes des Leiterrahmenschlusses. Aus dieser Figur und aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Lappen 12 einen firstartigen Teil oder Rippenteil 13 aufweisen, der zwei zu wünschenden Zwecken dient. Der erste Zweck besteht darin, daß der First oder Bogen 13 in den Lappen 12, jeden Lappen von den benachbarten Leitern wegzieht, um ein Aus­ wärtsbiegen der Leiter und die Wiedereinsetzungskräfte während des Stanzens zu reduzieren. Der zweite Zweck be­ steht darin, daß der Firstabschnitt 13 jeden Lappen ver­ steift, um dessen Entfernung während des Zuschneide- und Herrichtungsprozesses zu begünstigen und zu verhindern, daß während des Formvorgangs Formmasse herausgedrückt wird.

In Fig. 1 sind eine Reihe von Kantenentlastungslöchern 14 zu sehen, die es gestatten, den Leiterrahmenstreifen zu bilden, ohne daß übermäßige Spannungen eingebracht wer­ den, die den Leiterrahmen verziehen würden.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt im Inneren des Leiter­ rahmens nahe beim Auslauf der Lappen 12 am Ende des Wieder­ einsetzungsbereiches. Gemäß Fig. 1 kann ein enger Raum 11 zwischen dem Ende eines jeden Lappens 12 und dem Plastik­ körper 1 der elektronischen Packung belassen werden, um das Entfernen der Lappen von dem Rest des Leiterrahmens zu erleichtern. Alternativ können sich die Lappen 12 gerade bis zu dem Plastikkörper 1 erstrecken, wobei die Freiräume 11 in Fortfall kommen.

Claims (18)

1. Leiterrahmen zum im wesentlichen grat-freien Einsatz­ formen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von metal­ lischen Leitern, die durch Null-Grat-Lappeneinrich­ tungen getrennt sind, die an jeden der Vielzahl von metallischen Leitern angrenzen, um den Austritt von Formmasse während des Formvorgangs zu minimieren.

2. Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vielzahl von metallischen Leitern und Lappeneinrichtungen aus einem gemeinsamen Material­ stück ausgestanzt sind und die Lappeneinrichtungen zwischen die Vielzahl von Leitern zurückgesetzt sind.

3. Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Lappeneinrichtung eine First- oder Rippeneinrichtung zum Versteifen der Lappeneinrich­ tungen und zum Trennen der Lappeneinrichtungen von den metallischen Leitern aufweist.

4. Leiterrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappeneinrichtungen mit der Vielzahl von metallischen Leitern an deren äußeren Enden zu­ sammenhängen.

5. Leiterrahmen nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Spannungsentlastungslöcher für die Lappeneinrichtungen an deren äußeren Enden.

6. Leiterrahmen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leiterrahmen einen äußeren Tragteil aufweist, die Leiter sich von dem äußeren Tragteil einwärts erstrecken und die Lappeneinrichtungen eine Vielzahl von Lappen zum Einschließen der Formmasse während des Formvorgangs aufweisen, wobei sich jeder Lappen von dem äußeren Tragteil einwärts erstreckt und die Lappen zwischen den Leitern liegen.

7. Leiterrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappen aus dem metallischen Leiter­ rahmen gestanzt und zwischen die Leiter zurückgesetzt sind.

8. Leiterrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappen First- oder Rippenabschnitte zu ihrer Versteifung aufweisen.

9. Leiterrahmen nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Spannungs-Entlastungslöcher im metallischen Leiter­ rahmen an der Verbindungsstelle zwischen jedem der Leiter und jedem der Lappen.

10. Verfahren zum im wesentlichen gratfreien Einsatzformen von Halbleitereinrichtungen unter Verwendung eines Leiterrahmens gemäß einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiterrahmen mit einer Vielzahl von metallischen Leitern vorgesehen wird und daß Lappen geschaffen werden, die an die Leiter angrenzen und diese von­ einander trennen, um das Austreten von Formmasse wäh­ rend des Formvorgangs zu minimieren.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die metallischen Leiter und die Lappen aus einem gemeinsamen Materialstück ausgestanzt und die Lappen zwischen die Leiter zurückgesetzt werden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß First- oder Rippenabschnitte zum Ver­ steifen der Lappen und zum Trennen der Lappen von den metallischen Leitern vorgesehen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappen und die metallischen Leiter an ihren äußeren Enden zusammenhängen.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Spannungs-Entlastungslöcher für die Lappen an deren äußeren Enden vorgesehen werden.

15. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein äußerer Tragteil vorgesehen wird, wobei sich die Leiter von dem Tragteil einwärts er­ strecken und die Lappeneinrichtung eine Vielzahl von Lappen zum Einschließen der Formmasse während des Formvorgangs aufweist, wobei sich jeder Lappen von dem Tragteil einwärts erstreckt und zwischen den Leitern liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappen aus dem metallischen Leiter­ rahmen gestanzt und zwischen die Leiter zurückge­ setzt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lappen First- oder Rippeneinrich­ tungen zu ihrer Versteifung aufweisen.

18. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Spannungs-Ent­ lastungslöcher im metallischen Leiterrahmen an der Verbindung zwischen jedem der Leiter und jedem der Lappen.