DE4021872A1

DE4021872A1 - Hochintegriertes elektronisches bauteil

Info

Publication number: DE4021872A1
Application number: DE19904021872
Authority: DE
Inventors: Hugo Westerkamp
Original assignee: LSI Logic Products GmbH
Current assignee: LSI Logic Products GmbH
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2010-07-10
Also published as: DE4021872C2

Description

Die Erfindung betrifft ein hochintegriertes elektronisches Bauteil bestehend aus einem mit einem Anschlußleiterrahmen (lead frame) kontaktierten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffge häuse umgeben ist, aus dem Anschlußbeine herausragen, wobei der Anschlußleiterrahmen durch einen isolierenden, aufgeklebten, streifenförmigen Stabilisierungsrahmen mechanisch stabilisiert ist.

Hochintegrierte elektronische Bauteile weisen eine Vielzahl von Anschlußbeinen auf, mit denen sie in einer elektrischen Schaltung verlötbar oder in einen zugehörigen Sockel einsteckbar sind. Die Anschlußbeine sind regelmäßig die aus dem Gehäuse herausragenden, regelmäßig abgebogenen freien Enden der Leiterbahnen des An schlußleiterrahmens. Diese Leiterbahnen laufen zum zentral ange ordneten Halbleiterchip aufeinander zu, wobei sowohl die Breite der Leiterbahnen als auch ihr Abstand zueinander verkleinert wird, um möglichst nahe an die Anschlußfelder des Halbleiterchips heranzukommen, mit denen die inneren Enden der Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens regelmäßig durch übliche Bonddrähtchen elektrisch verbunden werden.

Bei einer hohen Anzahl von Anschlüssen des Halbleiterchips und demgemäß einer hohen Anzahl von Anschlußbeinen des hochinte grierten elektronischen Bauteils verläuft eine entsprechende Vielzahl von Leiterbahnen des Anschlußrahmens in der horizontalen Ebene. Die durch die geringe Breite der Leiterbahnen und ihrer geringen Dicke verursachte Instabilität kann dadurch verringert werden, daß im äußeren Bereich der Leiterbahnen ein Stabili sierungsrahmen aufgeklebt wird, der aus einem isolierenden Material besteht und mit einem isolierenden Kleber auf die Leiterbahnen aufgeklebt wird. Die Funktion des Stabilisierungs rahmens ist insbesondere vor einem üblicherweise erfolgenden Vergießen der gesamten Anordnung zu dem Kunststoffgehäuse von Bedeutung.

Hochintegrierte elektronische Schaltkreise lassen sich mit einer riesigen Anzahl von elektronischen Halbleiter-Bauelementen auf kleinstem Raum erstellen. Aus physikalischen Gründen ist es nicht möglich, alle für eine elektrische Schaltung erforderlichen Bau elemente in den Halbleiterchip zu integrieren. Probleme entstehen insbesondere mit Kondensatoren, die eine gewisse Mindestkapazität aufweisen müssen. Mit solchen Kondensatoren werden die hochinte grierten elektronischen Bauelemente regelmäßig extern beschaltet. Die externe Beschaltung hat den Nachteil, daß das hochintegrierte elektronische Bauteil nicht als autarkes Bauteil funktionstüchtig ist, so daß die Ergänzung der Schaltung beim Anwender vorgenommen werden muß, dabei Zeit erfordert und Fehlerquellen erschließt. Darüber hinaus steht die externe Beschaltung einer Miniatu risierung entgegen.

Das erfindungsgemäße hochintegrierte elektronische Bauteil der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungsrahmen mit mit Leiterbahnen fluchtenden Schlitzen versehen ist und daß auf dem Stabilisierungsrahmen wenigstens ein Kleinbauelement aufgebracht ist, das mit Anschlußflächen mittels eines leitenden Klebers durch die Schlitze hindurch mit Leiter bahnen kontaktiert ist.

Bei dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bauteil übernimmt der Stabilisierungsrahmen somit nicht nur eine übliche mechanische Stabilisierungsfunktion sondern erlaubt auch die An bringung von Kleinbauelementen, insbesondere Chipkondensatoren, auf dem Anschlußleiterrahmen und somit in dem Gehäuse des hoch integrierten elektronischen Bauteils. Der Stabilisierungsrahmen sorgt für die zuverlässige Isolierung des Kleinbauteils von den überquerten Leiterbahnen und für die Kontaktierung mit den (regelmäßig zwei) Leiterbahnen durch die in dem Stabilisierungs rahmen vorgesehenen Schlitze hindurch mittels eines leitenden Klebers.

Mit dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bauteil ist somit das Problem gelöst, nicht integrierte oder nicht inte grierbare Kleinbauteile mit dem Halbleiterchip bzw. seinen An schlüssen zu einem einheitlichen Bauteil in einem einzigen Ge häuse elektrisch kontaktiert zu vereinigen. Eine externe Be schaltung mit diesen Kleinbauteilen ist somit nicht erforderlich.

Die Kontaktierung der Kleinbauteile kann noch dadurch erleichtert werden, daß die Leiterbahnen des Anschlußrahmens unterhalb der Schlitze des Stabilisierungsrahmens breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen. Dadurch können auch die Schlitze in einer entsprechenden Breite ausgeführt sein, so daß Kontaktie rungsprobleme durch die Schlitze hindurch verringert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Stabilisierungsrahmen schräg verlaufende, senkrecht zu den darunter liegenden Leiterbahnen ausgerichtete Eckstücke auf, wobei das wenigstens eine Kleinbauelement auf einem schräg verlaufenden Eckstück angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, die Schlitze für ein Kleinbauelement parallel zueinander aus zurichten und parallel zu den darunter liegenden Leiterbahnen verlaufen zu lassen. Dies ist insbesondere im Eckbereich des Anschlußrahmens möglich, da hier der Platz zur Verfügung steht, die strahlenförmig vom Halbleiterchip nach außen verlaufenden Leiterbahnen abschnittsweise parallel laufen zu lassen, wo hingegen in den übrigen Bereichen die Leiterbahnen noch schräg geführt werden, um zum Rand hin einen genügenden Abstand der Anschlußbeine voneinander zu ermöglichen, um für das Anschließen der Anschlußbeine durch Verlöten o. ä. keine unüberwindlichen Schwierigkeiten entstehen zu lassen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Anschlußleiterrahmen mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen und darauf angeordneten Chipkondensatoren,

Fig. 2 die Draufsicht gemäß Fig. 1 mit einer Verdeutlichung des Verlaufs der Leiterbahnen unterhalb des Stabilisie rungsrahmens und ohne aufgesetzte Kleinbauteile,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Verlauf der Leiter bahnen des Anschlußleiterrahmens in einer Ecke des Anschlußleiterrahmens,

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 3 mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen,

Fig. 5 die Anordnung aus Fig. 4 mit einem auf gebrachten Chip kondensator,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung des Chipkon densators zur Verdeutlichung der Kontaktierung mit Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens durch Schlitze des Stabilisierungsrahmens hindurch.

Fig. 1 zeigt einen Anschlußleiterrahmen 1, wie er üblicherweise zur Produktion eines hochintegrierten elektronischen Bauteils verwendet wird. Der Anschlußleiterrahmen weist ausgestanzte, ge ätzte oder durch Laserschneiden voneinander getrennte Leiter bahnen 2 auf, die sich strahlenförmig mit einem Abstand von einem Rand einer Aufnahmefläche 3 für einen Halbleiterchip nach außen erstrecken und in verbreiterte Anschlußbeine 4 übergehen, die in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand des Anschlußleiterrahmens 1 noch durch einen Verbindungssteg 5 miteinander verbunden sind, um einen stabilen, gut handhabbaren Anschlußleiterrahmen 1 zur Ver fügung zu haben. Der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 weist mehrere Durchbrüche 6 auf, die zum Transport und zum Zentrieren des Anschlußleiterrahmens 1 dienen. In Höhe der Anschlußbeine 4 wird der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt, wenn das Bauteil vergossen worden ist.

Im äußeren Bereich der Leiterbahnen 2, jedoch mit Abstand von den Anschlußbeinen 4 ist ein im wesentlichen rechteckiger oder quadratischer Stabilisierungsrahmen 7 auf die Leiterbahnen 2 auf geklebt. Da hierdurch kein Kurzschluß zwischen den Leiterbahnen 2 verursacht werden darf, besteht der Stabilisierungsrahmen 7 aus einer dünnen isolierenden Folie, und ist die Verklebung mit einem isolierenden Kleber erfolgt.

Der Stabilisierungsrahmen 7 weist schräg verlaufende Eckstücke 8 auf, auf denen Chipkondensatoren 9 angeordnet sind.

Wie Fig. 2 verdeutlicht, sind in den schrägstehenden Eckstücken 8 jeweils 2 parallel zueinander stehende Schlitze 10 angeordnet, durch die hindurch die Kontaktierung der Chipkondensatoren 9 mit unter den Schlitzen befindlichen Leiterbahnen 2 erfolgt.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, verlaufen die Leiterbahnen 2 im Eck bereich über einen radialen Abschnitt parallel zueinander. Zwei Leiterbahnen 2′ sind in diesem Bereich mit einer größeren Breite als die benachbarten Leiterbahnen ausgebildet. Diese Leiterbahnen 2′ sind zur Kontaktierung mit dem Chipkondensator 9 vorgesehen. Daher befinden sich über ihnen und parallel zu ihren entsprechen den Abschnitten die Längsschlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7, durch die hindurch die Kontaktierung der End-Anschlußflächen des Chipkondensators 9 erfolgt.

Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 im kontaktierten Zu stand des Chipkondensators 9, dessen Anschlußflächen 11 in dieser Fig. 5 gut erkennbar sind.

Fig. 6 verdeutlicht in einer stark vergrößerten Darstellung die Position des Chipkondensators 9 mit seinen End-Anschlußflächen 11 auf dem Stabilisierungsrahmen 7, der die Leiterbahnen 2 in diesem Bereich senkrecht zu der Längserstreckung der Leiterbahnen 2 übergreift. Durch die Schlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7 hindurch ist die Kontaktierung mit einem leitenden Kleber 12 er folgt, der vorzugsweise ein silbergefüllter Epoxykleber ist. Fig. 6 läßt auch erkennen, daß die unterhalb der Anschluß flächen 11 und unterhalb der Schlitze 10 befindlichen Leiter bahnen 2′ eine größere Breite aufweisen als die benachbarten Leiterbahnen 2.

Nach dem Vergießen der Anordnung gemäß Fig. 1 zu einem (nicht dargestellten) Gehäuse werden die nicht mehr benötigten Rand teile des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt und die aus dem Gehäuse herausragenden Anschlußbeine 4 gegebenenfalls gebogen, wodurch die Herstellung des hochintegrierten elektronischen Bauteils mit in das Gehäuse integrierten Chipkondensatoren 9 abgeschlossen ist.

Claims

1. Hochintegriertes elektronisches Bauteil bestehend aus einem mit einem Anschlußleiterrahmen (1) (lead frame) kontak tierten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffgehäuse umgeben ist, aus dem Anschlußbeine (4) herausragen, wobei der Anschlußleiterrahmen (1) durch einen isolierenden, aufgeklebten, streifenförmigen Stabilisierungsrahmen (7) mechanisch stabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungsrahmen (7) mit mit Leiterbahnen (2′) fluchtenden Schlitzen (10) versehen ist und daß auf den Stabilisierungsrahmen (7) wenigstens ein Kleinbauelement (9) aufgebracht ist, das mit Anschlußflächen (11) mittels eines leitenden Klebers (12) durch die Schlitze (10) hindurch mit den Leiterbahnen (2′) kontaktiert ist.

2. Hochintegriertes elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kleinbauteil ein Chip kondensator (9) ist.

3. Hochintegriertes elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2′) des An schlußrahmens (7) unterhalb der Schlitze (10) breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen (2).

4. Hochintegriertes elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungsrahmen (7) schräg verlaufende, senkrecht zu den darunterliegenden Leiterbahnen (2, 2′) ausgerichtete Eckstücke (8) aufweist und daß das wenigstens eine Kleinbauteil (9) auf einem schräg verlaufenden Eckstück (8) angeordnet ist.