DE4244545C2 - Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame einer integrierten Schaltung - Google Patents

Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame einer integrierten Schaltung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame einer integrierten Schaltung.
Aus der US-4 954 308 ist eine Form mit einer oberen Formhälfte und einer unteren Form­ hälfte bekannt, die lösbar aneinander befestigbar sind. In der unteren Formhälfte befindet sich eine Vertiefung für die Aufnahme des Lead-Frames. In der oberen Formhälfte befindet sich ein Hohlraum, in dem der dem Lead-Frame zugeordnete Halbleiterchip aufgenommen ist und in den durch einen seitlichen Eingusskanal flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, der nach seinem Erstarren ein Kunststoffgehäuse für den Halbleiterchip und den Lead-Frame bildet. Diese Art der Herstellung des Kunststoffgehäuses erfordert einen hohen Druck für das Einspritzen des Kunststoffs in den oberen Formhohlraum. Außerdem besteht die Ge­ fahr, dass sich in dem Kunststoff Gastaschen bilden.
Aus der JP 02 009142 A ist eine Formanordnung mit zwei Formhälften bekannt, zwischen denen ein IC-Träger gehalten ist. Auf beiden Seiten dieses IC-Trägers befindet sich ein Formhohlraum zur Befüllung mit Kunststoff, der mit einem seitlichen Zuführkanal auf einer Seite versehen ist. Der Zuführkanal mündet in beide Formhohlräume, wobei zur Vergleich­ mäßigung der beiden Mengenströme dem unteren Kanalteil eine drosselförmige Erhebung und dem oberen Kanalteil eine Erweiterung zugeordnet sind, die in eine Verengung über­ geht. Die dadurch erreichte Vergleichmäßigung der Zuführung des geschmolzenen Kunst­ stoffs geht jedoch nicht so weit, dass die hergestellten Kunststoffummantelungen fehlerfrei sind.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame einer integrierten Schaltung so auszuges­ talten, dass die Materialströme in Form des geschmolzenen Kunststoffs in die Formhohl­ räume noch weiter vergleichmäßigt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe hat die Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame einer integrierten Schaltung einen Lead-Frame, der einen Basisteil mit sich von diesem aus erstreckenden metallischen Leitern aufweist, wobei der Lead-Frame mindestens ein Fließloch aufweist, das den Durchgang von geschmolzenem Kunststoff ermöglicht, und einen Halbleiter-Chip, der fest an dem Basisteil des Lead-Frames angebracht ist und Ver­ bindungsdrähte aufweist, die Teile des Halbleiter-Chips mit den metallischen Anschlusslei­ tern des Lead-Frames verbinden. Die Vorrichtung hat ferner eine Formanordnung für ein Kunststoffgehäuse, das aus einer unteren Form mit darin vorgesehenen Ausnehmungen besteht, die ein Kunststoffreservoir, eine halbkreisförmige Fließtasche, einen unteren Ge­ häusehohlraum und flache Andrückungen bilden, in denen der Lead-Frame der integrierten Schaltung angeordnet wird. Die Formanordnung hat ferner eine obere Form mit Ausneh­ mungen, die einen Kanal und einen oberen Gehäusehohlraum bilden. Die obere Form hat einen zu einer Oberseite des Lead-Frames hin gerichteten abgeschrägten Abschnitt und ist über der unteren Form angeordnet. Das Kunststoffreservoir ist an den zu der Fließtasche führenden Kanal angeschlossen. Der Kanal ist mit dem oberen Hohlraum verbunden. Die halbkreisförmige Fließtasche, die in der unteren Form angrenzend an einen Umfangsab­ schnitt des unteren Gehäuseteils angeordnet ist, ist sowohl mit dem unteren als auch mit dem oberen Gehäusehohlraum verbunden. Die Fließtasche stellt eine Verbindung mit dem unteren Gehäusehohlraum und dem oberen Gehäusehohlraum derart her, dass Kunststoff aus dem Kunststoffreservoir einen Fließweg durch den Kanal und die Fließtasche hindurch und dann für einen gleichzeitigen Fluss sowohl in den oberen Hohlraum als auch in den un­ teren Hohlraum hat. Dabei ist eine druckerzeugende Einrichtung vorgesehen, um den Kunststoff in dem Kunststoffreservoir durch den Kanal, durch das Fließloch im Lead-Frame und durch die Fließtasche hindurch in den unteren Gehäusehohlraum und in den oberen Gehäusehohlraum zu pressen.
Die druckerzeugende Einrichtung besteht dabei zweckmäßigerweise aus einem Druckkol­ ben.
Aufgrund der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen halbkreisförmigen Fließtasche, die sowohl mit dem oberen als auch mit dem unteren Formhohlraum in Verbin­ dung kommt, wird der geschmolzene Kunststoff unter Druck in den oberen Formhohlraum und in den unteren Formhohlraum befördert, wobei das Fließloch in dem Leiterrahmen und die Fließtasche in ihrer Zuordnung es ermöglichen, dass der Kunststoff gleichzeitig in die Formhohlräume zur Ober- und Unterseite des Leiterrahmens strömt. Dies ergibt äußerst gleichförmige Materialströme in die Formhohlräume, was eine Beaufschlagung mit einem geringeren Druck ermöglicht und den Einschluss von Luftblasen oder das Entstehen ande­ rer Fehler unterbindet, wenn der Leiterrahmen mit dem IC- oder Halbleiterchip umpackt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Vorrichtung im Querschnitt vor dem Einspritzen des Kunststoffs,
Fig. 2 den Schnitt 2-2 von Fig. 1,
Fig. 3 die Vorrichtung in einer Ansicht wie Fig. 1 nach dem Einspritzen des Kunststoffs und
Fig. 4 perspektivisch das in der Vorrichtung hergestellte Produkt.
Wie aus Fig. 1 bis 3 zu sehen ist, hat die Vorrichtung 10 eine obere Form 12 mit einem obe­ ren Gehäusehohlraum 22, eine untere Form 14 mit einem unteren Gehäusehohlraum 24, ein Kunststoffreservoir 16 innerhalb der unteren Form 14 und einen Kanal 18 innerhalb der oberen Farm 12.
In einer Ausnehmung oder Eindrückung in der unteren Form 14 ist, wie in Fig. 1 bis 3 ge­ zeigt, ein Lead-Frame 20 aufgenommen, wobei die Tiefe der Ausnehmungen der Dicke des Lead-Frames 20 entspricht. Der Lead-Frame 20 hat ein Fließloch 27, durch das eine Ver­ bindung zwischen dem Kanal 18 und der Fließtasche 21 (Fig. 1 und 3) hergestellt ist.
Wenn der Lead-Frame 20 in den Ausnehmungen in der unteren Form 14 richtig positioniert ist, wird die obere Form 12 auf die Oberseite der unteren Form 14 positioniert und fixiert. Dann wird im Reservoir 16 befindlicher geschmolzener Kunststoff 25 durch Beaufschlagung einer Druckquelle 17 über den Kanal 18 und die Fließtasche 21 in den oberen Gehäuse­ hohlraum 22 und den unteren Gehäusehohlraum 24 gepresst. Wie durch die Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist, kann aufgrund des Fließlochs 27 im Lead-Frame 20 und aufgrund der Fließ­ tasche 21 der geschmolzene Kunststoff 25 gleichzeitig sowohl auf die Oberseite als auch auf die Unterseite des Lead-Frames 20 fließen, wobei die Materialströme andauern, bis so­ wohl der obere Gehäusehohlraum 22 als auch der untere Gehäusehohlraum 24 vollständig gefüllt sind, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Nach Verfestigung des Kunststoffs durch Abkühlung wird der Lead-Frame 20 mit seinem neuen Kunststoffgehäuse aus den Formen 12 und 14 entfernt, wobei das Produkt in Fig. 4 gezeigt ist.
Durch die Vergleichmäßigung der Materialströme über die Fließtasche 21 und das Fließloch 27 kann der Druck aus der Druckquelle 17 verringert werden, wobei die Kunststoffummante­ lung frei von Lufttaschen und Hohlräumen ist und andere Defekte, beispielsweise eine Drahtverlagerung, nicht auftreten.
Alternativ können der Kanal 18 der unteren Form 14 und die Fließtasche 21 der oberen Form 12 zugeordnet werden. Der in der Zeichnung gezeigte Lead-Frame hat Leiter auf bei­ den Seiten. Es können jedoch auch andere Ausgestaltungen eines Lead-Frames 20 vorge­ sehen werden. Die obere Form 12 und die untere Form 14 bestehen gewöhnlich aus Metall, wie rostfreiem Stahl, können jedoch auch aus anderen Materialien bestehen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Einkapseln mit Kunststoff für einen Lead-Frame (20) einer integrierten Schaltung (IC)
mit einem Lead-Frame (20), der einen Basisteil mit sich von diesem aus erstrecken­ den metallischen Leitern aufweist, wobei der Lead-Frame (20) mindestens ein Fließ­ loch (27) aufweist, das den Durchgang von geschmolzenem Kunststoff (25) ermög­ licht,
mit einem Halbleiter-Chip, der fest an dem Basisteil des Lead-Frames (20) ange­ bracht ist und Verbindungsdrähte aufweist, die Teile des Halbleiter-Chips mit den me­ tallischen Anschlussleitern des Lead-Frames (20) verbinden, und
mit einer Formenanordnung für ein Kunststoffgehäuse, bestehend aus
einer unteren Form (14) mit darin vorgesehenen Ausnehmungen, die ein Kunst­ stoffreservoir (16), eine halbkreisförmige Fließtasche (21), einen unteren Gehäu­ sehohlraum (24) und flache Eindrückungen, in denen der Lead-Frame (20) der in­ tegrierten Schaltung angeordnet wird, bilden, und
einer oberen Form (12) mit Ausnehmungen, die einen Kanal (18) und einen obe­ ren Gehäusehohlraum (22) bilden, wobei
die obere Form (12) einen zu einer Oberseite des Lead-Frames (20) hin gerichte­ ten abgeschrägten Abschnitt hat und über der unteren Form (14) angeordnet ist, das Kunststoffreservoir (16) an den zu der Fließtasche (21) führenden Kanal (18) angeschlossen ist, der Kanal (18) mit dem oberen Hohlraum (22) verbunden ist, die halbkreisförmige Fließtasche (21), die in der unteren Form (14) angrenzend an einen Umfangsabschnitt des unteren Gehäusehohlraums (24) angeordnet ist, sowohl mit dem unteren (24) als auch dem oberen Gehäusehohlraum (22) ver­ bunden ist und die Fließtasche (21) eine Verbindung mit dem unteren Gehäuse­ hohlraum (24) und dem oberen Gehäusehohlraum (22) derart herstellt, dass Kunststoff aus dem Kunststoffreservoir (16) einen Fließweg durch den Kanal (18) und die Fließtasche (21) hindurch und dann für einen gleichzeitigen Fluss sowohl in den oberen Hohlraum (22) als auch in den unteren Hohlraum (24) hat, und
wobei eine Druck erzeugende Einrichtung (17) vorgesehen ist, um den Kunststoff (25) in dem Kunststoffreservoir (16) durch den Kanal (18), durch das Fließloch (27) im Lead-Frame (20) und durch die Fließtasche (21) hindurch in den unteren Gehäusehohlraum (24) und in den oberen Gehäusehohlraum (22) zu pressen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck erzeugende Ein­ richtung (17) aus einem Druckkolben besteht.
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