DE3939527A1 - Band aus metall zur verwendung in der halbleiterfertigung und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Band aus Metall, in welchem Trägerplättchen und Anschlußfahnen für Chips mit inte­ grierten Schaltkreisen ausgebildet und durch die Anschluß­ fahnen und/oder durch zusätzliche Stege mit zwei Rand­ stegen verbunden sind. Die Trägerplättchen und Anschluß­ fahnen können durch Stanzen oder durch Ätzen gebildet werden. Solche Bänder werden im englischen Sprachge­ brauch auch als "Lead frames" bezeichnet und werden in der Fertigung von Halbleiterbauelementen benötigt. Im Zuge der Fertigung der Halbleiterbauelemente wird auf dem Träger­ plättchen, welches sich in der Mitte des Bandes befindet, ein Halbleiterchip befestigt und durch feine Drähte mit den Anschlußfahnen verbunden. Anschließend werden die Träger­ plättchen mit dem Chip darauf und die Anschlußfahnen auf einem Teil ihrer Länge zur Bildung eines Kunststoffgehäuses mit einem Kunststoff umspritzt. Erst danach werden die Rand­ stege und die sonstigen Stege, die das Trägerplättchen und die Anschlußfahnen mit den Randstegen und zum Teil auch unterein­ ander verbinden, abgetrennt.

Beim Spritzen der Gehäuse kommt es darauf an, zu gewährleisten, daß die Gehäuse frei von Lunkern sind. Andernfalls besteht die Gefahr von Undichtigkeiten, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Halbleiterbauelementes führen können. Lunker im Gehäuse können nicht durch eine elektrische Funktionsprüfung am Halb­ leiterbauelement festgestellt werden. Deshalb ist es wichtig, daß man den Spritzvorgang von vornherein so auslegt und durch­ führt, daß lunkerfreie Gehäuse entstehen. Um den Hohlraum der Spritzform in angemessen kurzer Zeit vollständig füllen zu können, ist es einerseits nötig, in der Spritzform dem Anguß­ kanal gegenüberliegend mindestens eine Entlüftungsöffnung vorzu­ sehen; andererseits ist es nötig, ein niedrigviskoses Kunstharz zu verwenden, denn dickflüssigere Harze würden zum vollständigen Fül­ len der Spritzform entsprechend höhere Einspritzdrücke erfordern, die zu einer Schädigung des Halbleiterbauelementes und der Kontak­ tierungsdrähtchen führen könnten. Die Verwendung niedrigviskoser Kunstharze setzt weiterhin voraus, dass die in der Spritzform vorgesehene Entlüftungsöffnung sehr eng ist, damit sich in der Spritzform der erforderliche Einspritzdruck einstellen kann und nicht zu viel Kunstharz aus der Entlüftungsöffnung austritt. Man wählt deshalb als Entlüftungsöffnung einen Spalt oder Schlitz, der schmaler als 0,1 mm ist; ein typischer Zahlenwert für seine Breite ist 15 µm.

Nun gibt es Probleme damit, daß in den Entlüftungsöffnungen Kunstharz kleben bleibt. Grundsätzlich müßte deshalb die Spritzform nach jedem Schuß überprüft und erforderlichenfalls gereinigt werden, damit sich im Bereich der Entlüftungsöffnungen nicht Kunstharzschichten aufbauen, die die jeweilige Entlüftungs­ öffnung allmählich verschließen und dadurch beim nächsten Schuß die Entlüftung stark behindern oder gar verhindern, so daß eine vollständige Füllung der Spritzform und damit ein lunkerfreies Gehäuse nicht mehr gewährleistet sind. Die Arbeiten zur Kon­ trolle und Säuberung der schwer zugänglichen, heißen Spritz­ form sind aber sehr mühsam, und man kann sich deshalb nicht darauf verlassen, daß das Bedienungspersonal sie regelmäßig und sorgfältig durchführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine einfachere Maßnahme einen wirksamen Beitrag zum lunkerfreien Spritzen der Gehäuse für die Halbleiterbauelemente zu leisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Bänder mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch ein Verfahren zum Herstellen solcher Bänder mit den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Randsteg oder den bzw. die sonstigen Stege des Bandes, die beim Spritzvorgang im Bereich einer Entlüftungsöffnung der Spritzform liegen werden, gezielt aufzurauhen und auf diese Weise eine Oberfläche zu schaffen, auf welcher das Kunstharz besser haftet als auf der gegenüber­ liegenden, üblicherweise polierten, Oberfläche der Spritzform. Das Kunstharz, welches beim Spritzvorgang unvermeidlich in die Entlüftungsöffnung eindringt, wird dann zusammen mit dem Steg bzw. Randsteg des Bandes, an dem es haftet, aus der Entlüftungs­ öffnung entfernt. Die Entlüftungsöffnung bleibt deshalb lang­ fristig offen. Daß das Kunstharz stattdessen am Randsteg oder an einem sonstigen Steg des Bandes haftet, ist kein Nachteil, da dieser nach dem Spritzen des Gehäuses ohnehin abgetrennt wird.

Erfindungsgemäß wird die rauhe Oberfläche nur an den Stellen benötigt, an denen der betreffende Steg bzw. Randsteg beim Spritzen in einer Entlüftungsöffnung der Spritzform liegt. Vor­ zugsweise wird der betreffende Steg bzw. Randsteg jedoch beid­ seitig und auf voller Länge durchgehend aufgerauht. Liegt die Entlüftungsöffnung an einem Randsteg, genügt es, diesen Rand­ steg aufzurauhen, da die Bänder in der Regel unsymmetrisch ge­ staltet werden, z. B. durch Stanzen oder Ätzen, so daß durch das Stanzmuster bzw. Ätzmuster festgelegt ist, welcher der bei­ den Randstege beim Spritzen in der Entlüftungsöffnung der Spritzform liegen wird. Es ist aber durchaus möglich, beide Randstege des Bandes aufzurauhen. Das Aufrauhen kann mecha­ nisch erfolgen, insbesondere durch Prägen, Ritzen, Bürsten und Schleifen; es kann auf chemischem Wege erfolgen durch Ätzen des betreffenden Steges oder Randsteges; eine weitere Möglichkeit zum Aufrauhen besteht in der Anwendung eines Funkenerosionsverfahrens. Es ist sogar möglich, den betreffen­ den Steg oder Randsteg sehr fein zu perforieren; der Vorteil der Perforierung liegt darin, daß sich das in die Entlüftungs­ öffnung der Spritzform eindringende Kunstharz mit dem Steg bzw. Randsteg besonders gut verzahnt. Eine solche Perforierung könnte durch Funkenerosion erreicht werden, wird besonders günstig jedoch erreicht durch Beschießen des betreffenden Steges oder Randsteges mit Laserstrahlen. Neben einer solchen, vorzugsweise unregelmäßigen, perforierung können der eine oder der andere oder beide Randstege in regelmäßigen Abständen Indexlöcher haben, die für ein genaues Positionieren des Ban­ des im Spritzwerkzeug und im Stanzwerkzeug vorgesehen sind. Diese Indexlöcher befinden sich an Stellen, die beim Spritzen nicht in der Entlüftungsöffnung der Spritzform liegen, so daß sie hinsichtlich des Entfernens von Kunstharz aus den Ent­ lüftungsöffnungen wirkungslos sind. Obendrein sind sie mit einem typischen Durchmesser von 1 bis 2 mm groß gegenüber einer sehr feinen Perforierung, welche erfindungsgemäß vorge­ sehen und vor allem durch einen Beschuß mit Laserstrahlen ver­ wirklicht werden kann.

Das Aufrauhen des betreffenden Steges bzw. Randsteges kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Verlauf des Verfahrens zum Her­ stellen des Bandes erfolgen. Vorzugsweise wird das Aufrauhen nach dem Walzen durchgeführt; eine vor dem letzten Walzvorgang durchgeführte Aufrauhung würde durch das nachfolgende Walzen nämlich wenigstens teilweise wieder rückgängig gemacht. Das Aufrauhen kann vor, während oder nach dem Stanzen oder Ätzen durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt es mit dem Stanz­ bzw. Ätzvorgang oder bei einem der darauf folgenden Fertigungs­ schritte.

Ausführungsbeispiele sind in den beiden Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen Abschnitt eines Leadframes in vergrößerter Darstellung. Es handelt sich um einen Leadframe für integrierte Schalt­ kreise, die nur auf zwei einander gegenüberliegen­ den Seiten Anschlußbeinchen haben.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf einen anderen Leadframe für integrierte Schaltkreise, die an allen vier Seiten Anschlußbeinchen haben.

Der in Fig. 1 gezeigte Leadframe hat zwei längsverlaufende Rand­ stege 1 und 2 und in der Mitte zwischen ihnen eine Folge von Trägerplättchen 3 für je einen Chip. Das Trägerplättchen 3 ist durch zwei quer zu den Randstegen 1 und 2 verlaufende Stege 4 und 5 mit diesen verbunden. Eine Anzahl von Anschlußfahnen 6 sind durch quer zu den Randstegen 1 und 2 verlaufende Stege 7 paarweise untereinander und mit den Randstegen 1 und 2 verbunden. Die Anschlußfahnen enden in geringem Abstand vom Rand des Träger­ plättchens 3. Außerdem sind die Anschlußfahnen 6 durch Stege 8 mit den in ihrer Flucht liegenden Anschlußfahnen im Nachbarfeld verbunden.

In den Randstegen 1 und 2 befinden sich in regelmäßigen Ab­ ständen Indexlöcher 9, 10 und 11 sowie im Randsteg 1 in Höhe des Trägerplättchens 3 jeweils ein Loch 12. Dem Loch 12 gegenüber­ liegend befindet sich am Randsteg 2 beim Anspritzen des Gehäuses für den integrierten Schaltkreis die Angußöffnung der Spritzform und der Angußöffnung gegenüberliegend befindet sich an der Stelle 13 des Randsteges 1 die schmale Entlüftungsöffnung der Spritzform. Deshalb ist an dieser Stelle 13 der Randsteg 1 aufgerauht.

Im zweiten Ausführungsbeispiel sind Teile, die Teilen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 dargestellt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Trägerplättchen 3 an ihren vier Ecken durch diagonal verlaufende Stege 4 und 5 mit vier ein Quadrat bildenden Stegen 7 verbunden, welche beim Spritzen des Gehäuses die Spritzform abdichten und deshalb auch als "Dicht­ leisten" bezeichnet werden. Die Dichtleisten sind ihrerseits an einer Ecke des durch sie gebildeten Quadrates durch ein Flächen­ element 13 und an den übrigen drei Ecken des Quadrates durch Stege 14 mit den Randstegen 1 bzw. 2 des Leadframes bzw. mit die Rand­ stege 1 und 2 verbindenden Querstegen 15 verbunden.

Die Dichtleisten 7 verbinden ferner die Anschlußfahnen 6 unter­ einander, die mit ihrem einen Ende dicht vor dem Trägerplättchen 3 liegen und mit ihrem anderen Ende auf den Randstreifen 1 bzw. 2 bzw. auf den Querstegen 15 fußen.

Beim Spritzen des Gehäuses für einen integrierten Schaltkreis soll sich der Angußkanal der Spritzform auf dem Flächenelement 13 be­ finden, während sich an den übrigen drei Ecken des von den Dicht­ leisten 7 gebildeten Quadrates schmale Entlüftungsöffnungen der Spritzform befinden sollen. An diesen drei Ecken des Quadrates sind die Dichtleisten 7, vorzugsweise auch noch die angrenzenden Be­ reiche der Stege 14, aufgerauht.

Nachdem das Gehäuse gespritzt ist, werden die Randstege 1 und 2, die Stege 14 und die Querstege 15 abgetrennt und die zwischen den An­ schlußfahnen 6 liegenden Abschnitte der Stege 7 herausgetrennt und dadurch die Anschlußfahnen voneinander getrennt.

Claims (17)

1. Band aus Metall, in welchem für Chips mit inte­ grierten Schaltkreisen Trägerplättchen (3) mit An­ schlußfahnen (6) ausgebildet und durch die Anschlußfahnen (6) und/oder durch Stege (5, 7, 8) mit zwei Randstegen (1, 2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Randsteg (1) und/oder wenigstens einer der ggfs. vorgesehenen sonstigen Stege (4, 7) wenigstens stellenweise auf ihrer Oberseite und/oder auf ihrer Unterseite rauher sind als die Anschluß­ fahnen (6).

2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stege (4, 7) rauher sind als die Anschluß­ fahnen (6).

3. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Randstege (1, 2) rauher sind als die Anschluß­ fahnen (6).

4. Band nach Anspruch 1, 2 oder 3, welches am einen und/ oder am anderen Randsteg (1, 2) in regelmäßigen Ab­ ständen Indexlöcher (9, 10, 11) hat, dadurch gekennzeich­ net, daß der jeweilige Randsteg (1, 2) bzw. der oder die sonstigen Stege (4, 7) weitere Löcher haben, die klein gegen die Indexlöcher (9, 10, 11) sind.

5. Band nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Löcher regellos angeordnet sind.

6. Verfahren zum Herstellen von gewalzten Bändern aus Metall, in welchen für Chips mit integrierten Schalt­ kreisen Trägerplättchen (3) und Anschlußfahnen (6) ausge­ bildet werden, die durch die Anschlußfahnen (6) und/oder durch Stege (5, 7, 8) mit zwei Randstegen (1, 2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rand­ steg (1) und/oder wenigstens einer der sonstigen ggfs. vor­ gesehenen Stege (4, 7) auf seiner Oberseite und/oder auf seiner Unterseite aufgerauht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der betreffende Steg (4, 7) oder Randsteg (1) nach dem Walzen aufgerauht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Randstege (1, 2) aufgerauht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8 zum Herstellen von Bändern, in deren einen und/oder anderen Randsteg (1, 2) in regelmäßigen Abständen Indexlöcher (9, 10, 11) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Stege (4, 7) und/oder in dem einen und/oder dem anderen Randsteg (1, 2) zusätzlich Löcher gebildet werden, die klein gegen die Index­ löcher (9, 10, 11) sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Löcher in regelloser Anordnung gebildet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die kleinen Löcher mit regelloser Gestalt ge­ bildet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Steg (4, 7) oder Randsteg (1, 2) mechanisch, insbesondere durch Prägen, Ritzen, Schleifen oder Bürsten aufgerauht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Steg (4, 7) oder Randsteg (1, 2) durch Ätzen aufgerauht wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Steg (4, 7) oder Randsteg (1, 2) durch Funkenerosion aufgerauht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Steg (4, 7) oder Randsteg (1, 2) mit Laserstrahlen beschossen und perforiert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (4, 7) bzw. Randstege (1, 2) aufgerauht werden, während die Trägerplättchen (3) und Anschlußfahnen (6) durch Stanzen oder Ätzen gebildet wer­ den.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (4, 7) bzw. Randstege (1, 2) aufgerauht werden, nachdem die Trägerplättchen (3) und Anschlußfahnen (6) durch Stanzen oder Ätzen gebildet worden sind.