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TECHNISCHER
BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
in Kunststoff eingebetteten Halbleiter-Vorrichtungen, einschließlich Vorrichtungen
zur Messung von Drehbewegungen, und betrifft insbesondere Herstellungsverfahren
unter Verwendung eines Leitrahmens zur Positionierung von Halbleiter-Vorrichtungen
für Steuerungs-
und Bearbeitungszwecke.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Messung von Drehbewegungen, insbesondere der Geschwindigkeit und
des Drehverhaltens einzelner Fahrzeugräder, ist im Zusammenhang mit
Kraftfahrzeug-Steuer-Systemen,
wie z. B. Antiblockier-Systemen, Antriebsschlupf oder Aufhänge-Steuerungen etc.
von großer
Bedeutung. Die Sensoren müssen
bei diesen Anwendungsarten robust, verlässlich im Betrieb, preiswert
in der Herstellung sowie einfach in Montage, Diagnose, Austausch und
Wartung sein.
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Halbleiter-Vorrichtungen,
einschließlich
Vorrichtungen zur Messung von Drehbewegungen, werden üblicherweise
als Massenprodukte hergestellt und automatisch montiert. Daher sind
Positionierung, Schutz und Test-Möglichkeit der Vorrichtung während der
Montage wichtige Gesichtspunkte für die Herstellung derartiger
Vorrichtungen.
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Bei
einem bekannten Verfahren zur Positionierung von Halbleiter-Vorrichtungen
während
der Montage werden von den Halbleiter-Vorrichtungen getrennte und
diese während
der Montage lagernde Träger
verwendet. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Träger im Verhältnis zu
den zu bearbeitenden Halbleiter-Vorrichtungen relativ groß sind und somit
während
des Montage-Prozesses viel Platz benötigen, wodurch die Verwendung
von Trägern
etwas problematisch ist. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens
besteht darin, dass die Träger
als solche den Halbleiter-Vorrichtungen während der Montage nur beschränkt Schutz
bieten.
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Aus
den Patentschriften US-A-4 173 821 und JP-A-05 013 485 sind Verfahren
zur Herstellung einer eingekapselten Halbleiter-Vorrichtung bekannt,
bei welchen die Vorrichtung an einem Leitrahmen befestigt, eingehülst, vom
Leitrahmen abgetrennt und anschließend getestet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden, ein Verfahren zur Herstellung von
in Kunststoff eingebetteten Halbleiter-Vorrichtungen, wie Vorrichtungen
zur Messung der Radgeschwindigkeit, zu schaffen, welches eine einfache
und zuverlässige
Positionierung der Vorrichtungen zulässt, den Vorrichtungen besseren Schutz
gewährt
und die Möglichkeit
bietet, die betriebliche Leistung der Vorrichtungen während des Montage-Prozesses
zu testen. Dieses Ziel wird durch das Verfahren nach Anspruch 1
erreicht. Die elektrischen Anschlüsse der Halbleiter-Vorrichtung
sind mit den elektrischen Leitungen eines Metall-Leitrahmens verbunden.
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Die
Halbleiter-Vorrichtung wird sodann in ein an Positionierposten auf
dem Metall-Leitrahmen
befestigtes Kunststoffgehäuse
eingebettet. Aufgabe der Positionierpfosten ist es, die Halbleiter-Vorrichtung stationär relativ
zum Leitrahmen zu halten. Anschließend werden die elektrischen
Leitungen vom Leitrahmen getrennt, so dass die Halbleiter-Vorrichtung
vor einem weiteren Arbeitsvorgang getestet werden kann. Das Kunststoffgehäuse schützt die
Halbleiter-Vorrichtung vor einer möglichen Beschädigung während des
weiteren Montage-Prozesses. Dank der Positionier-Pfosten können die
elektrischen Leitungen durch Aufrechterhaltung der Position der
Halbleiter-Vorrichtung
relativ zum Leitrahmen von diesem abgetrennt und kann die Vorrichtung
jederzeit während
des Montage-Prozesses getestet werden.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A zeigt
eine Halbleiter-Vorrichtung vor der Montage.
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1B zeigt
eine relativ zum Leitrahmen positionierte Halbleiter-Vorrichtung,
in welcher die elektrischen Anschlüsse der Halbleiter-Vorrichtung
an die elektrischen Leitungen des Leitrahmens angeschlossen sind.
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1C zeigt
die in ein Kunststoffgehäuse eingehülste Halbleiter-Vorrichtung,
wobei das Kunststoffgehäuse
an den Positionier-Pfosten auf dem Leitrahmen befestigt ist.
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1D zeigt
die von dem Leitrahmen abgetrennten elektrischen Leitungen, wobei
die Halbleiter-Vorrichtung durch die Positionier-Pfosten relativ zum
Leitrahmen gehalten wird.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht von vier bei einer Halbleiter-Vorrichtung
verwendeten kontinuierlichen Leitrahmen bei einer Orientierung von
90°.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend 1A, 1B, 1C und 1D weist
eine Halbleiter-Vorrichtung 10 zur Messung der Radgeschwindigkeit
ein Fühler-Element 12 mit
einer Messfläche 11 sowie
einen integrierten Schaltkreis 14 zur Signal-Konditionierung
mit elektrischen Anschlüssen 16 auf.
Das Fühler-Element 12 und
das Signal-Konditionierelement 14 sind über elektrische Leitungen 18 elektrisch
verbunden, während
die elektrischen Anschlüsse 16 an
die elektrischen Leitungen 34 angeschlossen sind. Das Fühler-Element 12 misst
und überträgt Daten
zur Drehgeschwindigkeit und sonstige Eigenschaften eines Fahrzeugrades.
Das Signal-Konditionierelement 14 empfängt die von dem Sensor 12 übertragenen
Daten, verarbeitet diese und überträgt das Ergebnis über elektrische
Anschlüsse 16 und
elektrische Leitungen 34 auf einen (nicht veranschaulichten)
Mikroprozessor.
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Der
Magnet 20 weist eine horizontale Seite 22 und
eine vertikale Fläche 24 auf.
Das Sensor-Element 12 ist mit der vertikalen Fläche 24 verbunden derart,
dass die Messfläche 11 des
Sensors 12 vom Magneten 20 abgewandt ist. Die
Halbleiter-Vorrichtung 10 ist
so in ein Kunststoffgehäuse 40 eingebettet,
dass die Messfläche 11 frei
liegt, derart, dass diese die gemessenen Daten eines sich drehenden
Rades empfangen kann. Das Kunststoffgehäuse 40 umschließt und schützt die
Halbleiter-Messvorrichtung 10 während der
Bearbeitung.
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Angesichts
relativ beschränkter
Platzverhältnisse
können
die bei Kraftfahrzeugen verwendeten Halbleiter-Messvorrichtungen 10 verschiedene
Orientierungen des Sensors 12 relativ zum integrierten Schaltkreis 14 für die Signal-Konditionierung
aufweisen. 1A–1D veranschaulichen
das offenbarte Herstellungsverfahren im Zusammenhang mit einer Halbleiter-Vorrichtung 10,
welche eine leicht gebogene jedoch annähernd lineare Orientierung aufweist. 2 zeigt
mehrere auf einem kontinuierlichen Sockel angeordnete Halbleiter-Vorrichtungen 10,
wobei der Sensor 12 um etwa 90° relativ zum integrierten Schaltkreis 14 ausgerichtet
ist. Die Ausrichtung des Sensor-Elements 12 und der Messfläche 11 um
etwa 90 Grad relativ zum integrierten Schaltkreis 14 ist
insoweit von Vorteil, als bei einer solchen Orientierung die Halbleiter-Messvorrichtung 10 relativ
zu einem Fahrzeugrad seitlich positioniert werden kann, so dass
Daten zum Drehverhalten, einschließlich zur Raddrehgeschwindigkeit,
an der Radfläche
anstatt am Radrand gemessen werden können. Diese seitliche Positionierung
der Halbleiter-Messvorrichtung 10 ist
für Anwendungsbereiche mit
Raumbeschränkung
zwischen dem radialen Rand des Fahrzeugrades und der Umgebung von
besonderer Bedeutung. Der in 1 dargestellte
Prozess ist mit dem bei der Halbleiter-Messvorrichtung 10 Verwendeten
identisch, bei welchem das Mess- oder Sensor-Element 12 und
das Signal-Konditionierelement 14 gemäß Darstellung in 2 um
90 Grad relativ zueinander ausgerichtet sind. 1 und 2 zeigen
geringfügig
unterschiedliche Ausführungsformen
des Leitrahmens 30.
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1A veranschaulicht
eine Halbleiter-Messvorrichtung 10 vor der Montage. Das
Mess- oder Sensor-Element 12 ist über elektrische Leitungen 18 mit
dem Signal-Konditionierelement 14 elektrisch
verbunden. Das Sensor-Element 12 ist an einer vertikalen
Fläche 24 des
Magneten 20 befestigt; das Signal-Konditionierelement 14 verläuft nach
außen
in einer vom Magneten 20 und dem Sensor-Element 12 abgewandten
Richtung. Bei Verwendung des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens
mit einer Halbleiter-Vorrichtung 10 zur Messung der Radgeschwindigkeit
bei der in 2 dargestellten Orientierung
werden das Sensor-Element 12 und
das Konditionierelement 14 in einem ersten Schritt um etwa 90
Grad zueinander positioniert.
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1B zeigt
den nächsten
Verfahrensschritt. Die Halbleiter-Messvorrichtung 10 wird
relativ zu einem Metall-Leitrahmen 30 positioniert. Der
Leitrahmen 30 weist Positionierpfosten 32 und
elektrische Leitungen 34 auf. Die elektrischen Leitungen 34 sind
vermittels Anschlussleitungen 36 einstückig mit dem Leitrahmen 30 verbunden.
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Nach
der Positionierung der Halbleiter-Messvorrichtung 10 zur
Messung der Radgeschwindigkeit relativ zum Leitrahmen 30 werden
die elektrischen Anschlüsse 16 elektrisch
an die elektrischen Leitungen 34 angeschlossen. Die elektrischen Leitungen 34 dienen
der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Signal-Konditionierelement 14 und
einem (nicht veranschaulichten) Mikroprozessor während der normalen Benutzung der
Halbleiter-Vorrichtung 10. Die elektrischen Leitungen 34 können Vorrichtungen
zur vereinfachten Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem
Halbleitergerät 10 and
anderen elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. gekrümmte Halterungen 38, enthalten.
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1C veranschaulicht
den nächsten Schritt
in dem beschriebenen Prozess. Die Halbleiter-Vorrichtung 10 ist
mit Ausnahme der freiliegenden Messfläche 11 des Sensor-Elements 12 in
ein Kunststoffgehäuse 40 eingebettet.
Während
der Einhülsung
in das Kunststoffgehäuse
kann der Kunststoff mit den Positionierpfosten 32 in Kontakt
treten und schafft damit eine Verbindung zwischen der Halbleiter-Vomchtung 10 und
den Positionierpfosten 32.
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1D verdeutlicht
den nächsten
Schritt in dem beschriebenen Prozess. Die elektrischen Leitungen 34 werden
von dem Leitrahmen 30 durch Kappung der Verbindungsleitungen 36 getrennt. Auch
wenn die Halbleiter-Vorrichtung 10 nicht mehr durch elektrische
Leitungen 34 mit dem Leitrahmen 30 verbunden ist,
wird die Halbleiter-Vorrichtung 40 durch Positionierpfosten 32 in
relativer Position gehalten.
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An
dieser Stelle erfährt
die Halbleiter-Vorrichtung 10 eine weitere Bearbeitung,
einschließlich eines
möglichen
elektrischen Tests, während
sie in einer stationären
Position relativ zum Leitrahmen 30 gehalten wird. Der Leitrahmen 30 liefert
während
seiner Bewegung entlang einer Montage-Linie präzise Information zur Positionierung
der Halbleiter-Vorrichtung 10. Der beschriebene Prozess
eignet sich für
die bekannten automatischen „pick-and
place"- sowie für die sog. „reel-to-reel"- Herstellungsverfahren.
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Die
offenbarte Erfindung bietet gegenüber dem bekannten Stand der
Technik eine Reihe von Vorteilen. Erstens schützt das Kunststoffgehäuse 40 die
Halbleiter-Vorrichtung 10 vor Beschädigung und Verschmutzung während des
Montage-Prozesses. Zweitens stellt das Kunststoff-Gehäuse 40 eine
Stütze
und Entlastung für
die elektrischen Leitungen 18 und die elektrischen Anschlüsse 16 dar.
Drittens, bietet das Kunststoffgehäuse 40 der Halbleiter-Vorrichtung 10 Wärmeschutz
während
der Bearbeitung und der abschließenden Verformung. Viertens,
liefert das Kunststoffgehäuse
Positionierdaten während
der abschließenden
Verformung im Laufe der Montage.
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Schließlich kann
die Halbleiter-Vorrichtung 10, da sie nicht mehr elektrisch
mit dem Leitrahmen 30 verbunden ist, jederzeit während des
Herstellungsprozesses getestet werden, um die Qualitätskontrolle
der Halbleitervorrichtung 10 zu gewährleisten. Ergibt sich bei
einem durchgeführten
elektrischen Test eine Funktionsstörung an einer Halbleiter-Vorrichtung 10,
dann lässt
sich diese durch Unterbrechung der Verbindung zwischen den Positionierpfosten 32 und
dem Kunststoffgehäuse 40 ohne
weiteres aus dem Leitrahmen 30 entfernen, so dass eine Weiterbearbeitung
mit funktionsgestörten
Halbleiter-Vorrichtungen 10 umgangen und die Qualitätskontrolle
gewährleistet
wird.
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Die
vorstehende Beschreibung versteht sich lediglich exemplarisch und
keineswegs beschränkend.
Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde dargestellt, um dem Fachmann die
Durchführung
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Abweichungen und Änderungen sind
möglich,
ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erdfindung abzuweichen,
wobei der Geltungsbereich durch die beiliegenden Ansprüche definiert
wird.