EP0907965A1 - Bauelementgehäuse für eine oberflächenmontage eines halbleiter-bauelementes - Google Patents

Bauelementgehäuse für eine oberflächenmontage eines halbleiter-bauelementes

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EP0907965A1
EP0907965A1 EP97931678A EP97931678A EP0907965A1 EP 0907965 A1 EP0907965 A1 EP 0907965A1 EP 97931678 A EP97931678 A EP 97931678A EP 97931678 A EP97931678 A EP 97931678A EP 0907965 A1 EP0907965 A1 EP 0907965A1
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EP
European Patent Office
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chip carrier
circuit board
component
chip
printed circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97931678A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen WINTERER
Gottfried Beer
Bernd Stadler
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0907965A1 publication Critical patent/EP0907965A1/de
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Definitions

  • Designation of the invention Component housing for surface mounting of a semiconductor component
  • the invention relates to a component housing with a mounting level for a surface mounting of a semiconductor component on the component surface of a printed circuit board, consisting of a chip carrier having an in particular approximately flat chip carrier surface, which consists in particular of electrically insulating material, on which chip carrier surface a semiconductor chip, preferably with an integrated electronic circuit is fastened, and the electrode carrier passing through the chip carrier and electrically connected to the semiconductor chip with a surface-mountable arrangement.
  • Such a surface mounting also known as a surface mounted design (SMD) arrangement
  • SMD surface mounted design
  • a surface mounted design enables the application of an electronic component on a circuit board in a particularly space-saving or low-profile manner.
  • the component connections are no longer inserted into holes in the printed circuit board as in plug-in assembly, but instead are placed on connection spots on the printed circuit board and soldered there.
  • Components for surface mounting can be smaller than for plug-in mounting, since no more hole and soldering eye diameters determine the grid dimension of the connections.
  • the present invention is based on the object of providing a component housing for surface mounting a semiconductor component on the component surface of a printed circuit board, which eliminates the use of any trim and shaping tools when populating the printed circuit board, and at the same time compensates for deflections caused by tolerances the circuit board as well as thermal or mechanical tension of the circuit board.
  • the outer boundary surfaces of the chip carrier which are provided facing the component surface of the printed circuit board, that is to say toward the assembly plane, are designed such that they have a distance from the assembly plane that increases continuously from the edge region to the center region of the chip carrier.
  • the assembly of the printed circuit board is cheaper because it ensures good adhesion of the placement adhesive used in the assembly, possible tolerances of the printed circuit board in the form of deflections are compensated for, and tension of a thermal or mechanical nature is counteracted, since contact of the component with the Printed circuit board is given only by the connecting legs.
  • the outer boundary surfaces of the chip carrier facing the component surface of the printed circuit board have a substantially V-shaped profile in the cross section of the chip carrier as seen from the inside of the chip carrier.
  • the greatest distance between the outer boundary surfaces of the chip carrier facing the component surface and the printed circuit board has a value of approximately 0.1 to approximately 0.5 mm.
  • the electrode connections passing through the chip carrier and electrically connected to the semiconductor chip are designed in the form of connecting legs which are led out to at least one side, preferably to two sides, of the chip carrier and which are bent into short, rocker-shaped connecting stubs and are cut.
  • the chip carrier which is made of electrically insulating material and in particular is made in one piece, has a lower part which is raised relative to the component surface of the printed circuit board and has side parts arranged on both sides of the lower part.
  • the bends of the connection pins are partially or completely accommodated within the side parts of the chip carrier.
  • connection pins are mechanically anchored within the component, which ultimately contributes to an increase in the electrical reliability
  • the ends of the connecting pins protruding from the side parts of the chip carrier have a slight inclination with respect to the component surface of the printed circuit board, such that they extend downward from the center region of the chip carrier in the direction of the assembly plane
  • the chip carrier is made in one piece from a thermoplastic material
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a component housing according to an exemplary embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic overall view of the chip carrier of a component housing according to the embodiment.
  • the figures show an exemplary embodiment of a component housing 1 according to the invention with a mounting level for surface mounting on the component surface 2 of a printed circuit board 3.
  • the component housing 1 has an approximately flat chip carrier surface 4 having a chip carrier 5 made of electrically insulating plastic material, on which chip carrier surface 4
  • Semiconductor chip 6 is fastened with an integrated pressure sensor and associated electronic circuit, the pressure sensor and the circuit not being shown in the figures, and the electrode terminals 7 penetrating the chip carrier 5 and electrically connected to the semiconductor chip 6, their ends 8 Terminal pads (not shown) are placed on the mounting surface 2 of the circuit board 3 and soldered there.
  • the chip carrier 5 which is produced in particular in one piece by means of a plastic casting method known per se, comprises a lower part 9, which is raised relative to the assembly plane and consequently with respect to the mounting surface 2, on which the semiconductor chip 6 is supported, and side parts 10, 10a and 11 arranged on the sides of the lower part 9 , 11a, which form the laterally closing housing walls of the pressure sensor housing.
  • the chip carrier 5 is designed in the manner shown in FIG. 1, essentially to scale, in such a way that the outer boundary surfaces 12, 13 of the chip carrier 5 facing the component surface 2 of the printed circuit board 3 continuously increase from the lower edge regions 14, 15 to the central region 16 of the chip carrier 5 Have a distance to the mounting surface 2 of the circuit board 3.
  • the outer boundary surfaces 12, 13 of the chip carrier 5, seen in cross-section, have an essentially inverted V-shaped course or roof-shaped course such that the tip of the inverted V is arranged in the center, the greatest distance at this point from the circuit board a value of about 0.1 mm to about 0.5 mm.
  • the electrode connections 7 m penetrating the chip carrier 5 and electrically connected to the semiconductor chip 6 are designed in the form of connecting legs which are led to at least two sides of the chip carrier 5 and which are bent and cut into short, rocker-shaped connecting stubs 17. Such an arrangement ensures the lowest overall height of the sensor component.
  • the bends 18 of the connecting pins are completely accommodated within the side parts 10, 11 of the chip carrier 5, which has the advantage that the dimensions of the housing are reduced again, the size of the leadframe is reduced, and, moreover, the creepage distances for corrosive media are considerably increased
  • such an arrangement enables the leadframe or the electrode connections 7 to be mechanically anchored within the housing of the component and thus an additional increase in the overall mechanical stability.
  • this can be done by means of so-called trimming and shaping tools omitted, and at the same time the specified requirements for the ground clearance to be maintained are taken into account.
  • the mounting must be carried out favorably, since a good adhesion of the Bestuckkleber ⁇ is ensured and over ", possible tolerances in the circuit board 3 with respect to deflections are balanced, and there is counteracted tension thermal and / or mechanical type, since a contact with the circuit board 3 is only given by the connecting legs.
  • a wire contacting method can be used for the electrical connection of the pressure sensor integrated on the semiconductor chip 6 or the electronic circuit associated therewith with the electrode connections 7, in which bond wires 21 are attached to the chip on metallic chip connection locations 2la and connected to the corresponding connection Electrode legs are pulled.
  • a so-called Sp der contacting can also be used for this electrical connection, in which an electrically conductive system carrier plate or a so-called lead frame is used instead of bond wires.
  • the silicon integrated on the semiconductor chip 6 pressure sensor represents a so-called piezoresistive sensor, in which a thin silicon membrane is provided in the surface of the chip 6 by methods of micromechanics, which is electrically coupled with pressure-dependent resistors, which are also in the Silicon substrate are formed and are connected in a conventional manner in a bridge circuit. Also integrated in the semiconductor chip 6 is a circuit assigned to the sensor, which serves for signal processing (amplification and correction), but also for adjustment and compensation of the sensor.
  • semiconductor pressure sensors on which the invention is based are primarily suitable for applications in which the smallest overall size is important. for example in the case of pressure measurements in the motor vehicle sector, for example in the measurement of brake pressures, tire pressures, combustion chamber pressures and the like.
  • semiconductor pressure sensors that operate on the principle of piezoresistive pressure measurement, it also those ver ⁇ are reversible addition that work with capacitive measuring principles.
  • the chip carrier 5 is designed to be open on one side on its side 22 facing away from the component surface 2 of the printed circuit board 3, and has a support means 26 on the upper edge regions 24, 25 delimiting the opening 23 for a positive mechanical, play-free Connection with a holding means of a connector (not shown in detail) which can be placed on the chip carrier 5 such that when the connector is placed on the chip carrier 5, the holding means and the support means 26 alternately engage.
  • the support means 26 of the chip carrier 5 has on its outer circumference a circumferential abutment surface 29 which supports the holding means of the connecting piece. As shown, this can be designed in the form of a circumferential groove 30 on the edge region of the chip carrier 5, into which a groove 30 Outer periphery of the connector shaped spring engages at least partially.
  • the chip carrier 5 is filled with a flowable filler 32 which completely covers the semiconductor chip 6 and which in particular represents a gel which transmits pressures to the semiconductor pressure sensor almost without delay and without errors.
  • the gel serves on the one hand to protect the sensitive pressure sensor chip 6 and the further, in particular metallic components of the electronic component, in particular the bonding wires 21, the connecting pins 7 or the leadframe, from contact with the medium 33 to be measured, and in this way one Contamination of the component by ions or other harmful components of the medium 33, or the risk of corrosion due to the medium 33 to prevent.
  • the gel 32 serves as a filling material in order to keep the dead volume between the sensor component and the attached connector as small as possible, in order to avoid falsifications or delays in the measurement of the pressure.
  • the side of the connector facing the chip carrier 5 is closed with an elastic membrane.
  • the membrane is able to pass on the pressure pulse of the medium supplied to the sensor without significant falsification or time delay, but prevents the risk of contamination of an endangered component by ions or other harmful parts of the medium.
  • the side walls 24, 25 of the chip carrier 5, which is open on one side, can furthermore be equipped with a flow stop edge 36 arranged continuously on the inside.
  • the inside of the chip carrier 5 is only filled with the gel 32 up to the level of the flow stop edge 36.
  • This flow stop edge 36 enables a defined stop of the capillary forces of the adhesive gel 32 and thus prevents an undesired rising of the gel 32 beyond the housing edges due to capillary forces.
  • the flow stop edge advantageously also enables the effective thickness of the flowable filler to be kept as small as possible in order not to worsen the undesirable influence on the measurement sensitivity of the pressure sensor with regard to the accelerations or pressures to be measured, which is known to decrease with increasing Geldicke.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelementgehäuse für eine Oberflächenmontage eines Halbleiter-Bauelementes auf der Bestückungsoberfläche (2) einer Leiterplatte (3), bestehend aus einem eine annähernd ebene Chipträgerfläche (4) aufweisenden Chipträger (5) aus elektrisch isolierendem Material, auf welcher Chipträgerfläche (4) ein Halbleiterchip (6), vorzugsweise mit einer integriert ausgebildeten elektronischen Schaltung befestigt ist, und den Chipträger (5) durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip (6) verbundenen Elektrodenanschlüssen (7) mit einer oberflächenmontierbaren Anordnung. Die der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) zugewandten äußeren Begrenzungsflächen (12, 13) des Chipträgers (5) weisen einen vom Randbereich (14, 15) zum Mittenbereich (16) des Chipträgers (5) stetig zunehmenden Abstand zur Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) auf.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung: Bauelementgehäuse für eine Oberlächenmontage eines Halbleiter-Bauelementes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelementgehäuse mit einer Montageebene für eine Oberflächenmontage eines Halbleiter-Bauelementes auf der Bestückungsoberfläche einer Leiterplatte, bestehend aus einem eine insbesondere annähernd ebene Chipträgerfläche aufweisenden Chipträger, der insbesondere aus elektrisch isolierendem Material besteht, auf welcher Chipträgerfläche ein Halbleiterchip, vorzugsweise mit einer integriert ausgebildeten elektronischen Schaltung befestigt ist, und den Chipträger durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip verbundenen Elektrodenanschlüssen mit einer oberflächenmontierbaren Anordnung .
Eine solche, auch als Surface Mounted Design (SMD) -Anordnung bekanntgewordene Oberflächenmontage ermöglicht die Applikati- on eines elektronischen Bauelementes auf einer Platine in besonders platzsparender bzw. niedrigbauender Weise. Bei dieser Montageform werden die Bauelementanschlüsse nicht mehr in Löcher der Leiterplatte wie bei der Einsteckmontage hineingesteckt, sondern auf Anschlußflecken auf der Leiterplatte auf- gesetzt und dort verlötet. Bauelemente für die Oberflächenmontage können kleiner sein als für die Einsteckmontage, da nicht mehr Loch- und Lötaugendurchmesser der Leiterplatte das Rastermaß der Anschlüsse bestimmen. Weiterhin entfallen auf der Leiterplatte die nur zur Bestückung notwendigen Löcher, wobei die lediglich noch zur Durchkontaktierung benötigten
Löcher so klein wie technologisch möglich ausgeführt werden können. Da dazu noch eine doppelseitige Bestückung der Leiterplatte möglich ist, kann durch die Oberflächenmontage eine beträchtliche Platzeinsparung und erhebliche Kostensenkung erzielt werden. Eine besonders geringe Bauhöhe des elektronisches Bauelementes ergibt sich hierbei, wenn die den Chipträger durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip ver- bundenen Elektrodenanschlüsse in der Form von nach wenigstens zwei Seiten des Chipträgers herausgeführten Anschlußbeinchen ausgebildet sind, die zu kurzen schwingenförmigen Anschluß- stummeln gebogen und geschnitten sind.
Bei der Applikation von oberflächenmontierbaren Halbleiter- Bauelementen auf der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte ist der möglichen, hauptsächlich toleranzbedingten Durchbiegung der Leiterplatte Rechnung zu tragen, welche andernfalls Probleme bei der Bestückung und beim späteren Einsatz der bestückten Leiterplatte bereiten könnte. Wegen der nur geringsten Bodenabstände der Enden der aus den Gehäuseseitenteilen ragenden Anschlußbeinchen im Bereich 1/10 mm erfordert die Bestückung solcher Bausteine auf der Leiterplatte exakt ar- beitende Trimm- und Formwerkzeuge bei der Herstelllung der Bausteine .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelementgehäuse für eine Oberflächenmontage eines Halblei- ter-Bauelementes auf der Bestückungsoberfläche einer Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, welches den Einsatz jeglicher Trim- und Formwerkzeuge bei der Bestückung der Leiterplatte erübrigt, und gleichzeitig einen Ausgleich toleranzbedingter Durchbiegungen der Leiterplatte sowie Verspannungen thermischer oder mechanischer Art der Leiterplatte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauelementgehäuse nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte, also der Montageebene zugewandt vorgesehenen äußeren Begrenzungsflächen des Chipträgers derart ausgebildet sind, daß sie einen vom Randbereich zum Mittenbe- reich des Chipträgers stetig zunehmenden Abstand zur Montageebene aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird durch Ausbildung des Unterteiles des Gehäuses in einer Dachform dieses von der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte abgehoben. Dadurch kann der Einsatz eines Trim- und Formwerkzeuges gänzlich ent- fallen, und damit auch die Anforderungen an den Bodenabstand zwischen der Unterseite des Bauelementgehäuses und der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte niedriger angesetzt werden. Allgemein wird die Bestückung der Leiterplatte günstiger, da eine gute Adhäsion des bei der Bestückung zum Einsatz kommenden Bestückklebers gewährleistet ist, mögliche Toleranzen der Leiterplatte m Form von Durchbiegungen ausgeglichen werden, und Verspannungen thermischer oder mechanischer Art entgegengewirkt wird, da ein Kontakt des Bauelementes mit der Leiterplatte nur durch die Anschlußbeinchen gegeben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte zugewandten äußeren Begrenzungsflächen des Chipträgers im Querschnitt des Chiptragers einen vom Inneren des Chipträgers ge- sehen im wesentlichen V-förmigen Verlauf besitzen. Hierbei kann bei einer beispielhaften Ausbildung vorgesehen sein, daß der größte Abstand der der Bestückungsoberfläche zugewandten äußeren Begrenzungsflächen des Chiptragers zur Leiterplatte einen Wert von etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm besitzt.
Dem Prinzip der Erfindung folgend ist vorgesehen, daß die den Chipträger durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiter- chip verbundenen Elektrodenanschlüssen in der Form von nach wenigstens einer Seite, bevorzugt nach zwei Seiten des Chip- trägers herausgeführten Anschlußbeinchen ausgebildet sind, die zu kurzen schwingenförmigen Anschlußstummeln gebogen und geschnitten sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, daß der aus elektrisch isolierendem Material und insbesondere einstückig hergestellte Chipträger ein gegenüber der Bestückungsoberfläche der Leiterplatte abgehobenes Unterteil und zu beiden Seiten des Unterteiles angeordnete Seitenteile aufweist Die Biegungen der Anschlußbeinchen sind bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungs orm teilweise oder voll- standig innerhalb der Seitenteile des Chiptragers aufgenom- men.
Durch die teilweise bzw vollständige Integration der Bem- chenbiegungen innerhalb des Gehäuses kann das Gehäuse des elektronischen Bauelementes in seinen Abmessungen nocn weiter verkleinert, und dar ber hinaus die Große des metallischen Systemtragers bzw Leadframe verkleinert werden Durch das Vorεenen der Beinchenbiegungen innerhalb des SMD-Gehauses werden die Kriechwege für korrosive Medien erheblich verlängert und somit die Gefahr einer Penetration durch Chemikalien wesentlich reduziert Gleichzeitig wird eine mechanische Verankerung der Anschlußbeinchen innerhalb des Bauteiles erreicht, was letztlich zu einer Erhöhung der elektrischen Aus- fallsicherheit beitragt
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausfuhrung kann vorgesehen sein, daß die aus den Seitenteilen des Chiptragers ragenden Enden der Anschlußbeinchen gegenüber der Bestückungsoberfläche αer Leiterplatte eine geringfügige Neigung besitzen, derart, daß s e vom Mittenbreich des Chiptragers gesehen nach unten in Richtung der Montageebene verlaufen
In besonders bevorzugter Weise ist der Chiptrager einstuckig aus einem Thermoplastkunststoffmaterial hergestellt
Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispielε anhand der Zeichnung. Es zeigt
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Bauelementge- hauses gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, und Figur 2 eine schematische Gesamtansicht des Chiptragers eines Bauelementgehäuses nach dem Ausführungsbeispiel.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Bauelementgehäuses 1 mit einer Montageebene für eine Oberflächenmontage auf der Bestückungsoberfläche 2 einer Leiterplatte 3. Das Bauelementgehäuse 1 besitzt einen eine annähernd ebene Chipträgerfläche 4 aufweisenden Chipträger 5 aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial, auf welcher Chip- trägerfläche 4 ein Halbleiterchip 6 mit einem integriert ausgebildeten Drucksensor und diesem zugeordnete elektronischen Schaltung befestigt ist, wobei der Drucksensor und die Schaltung in den Figuren nicht näher dargestellt sind, und den Chipträger 5 durchsetzenden und elektrisch mit dem Halblei - terchip 6 verbundenen Elektrodenanschlüssen 7, deren Enden 8 auf (nicht näher dargestellten) Anschlußflecken auf der Bestückungsoberfläche 2 der Leiterplatte 3 aufgesetzt und dort verlötet werden. Der insbesondere einstückig, vermittels eines an sich bekannten Kunststoffgießverfahrens hergestellte Chipträger 5 umfaßt ein gegenüber der Montageebene und folglich gegenüber der Bestückungsoberfläche 2 abgehobenes Unterteil 9, auf dem der Halbleiterchip 6 abgestützt ist, sowie zu den Seiten des Unterteiles 9 angeordnete Seitenteile 10, 10a und 11, 11a, welche die seitlich abschließenden Gehäusewan- d ngen des Drucksensorgehäuses bilden. Der Chipträger 5 ist nach der in Figur 1 im wesentlichen maßstabsgerecht dargestellten Weise derart ausgebildet, daß die der Bestückungsoberfläche 2 der Leiterplatte 3 zugewandten äußeren Begrenzungsflächen 12, 13 des Chipträgers 5 einen von den unteren Randbereichen 14, 15 zum Mittenbereich 16 des Chipträgers 5 stetig zunehmenden Abstand zur Bestückungsoberfläche 2 der Leiterplatte 3 aufweisen. Insbesondere besitzen die äußeren Begrenzungsflächen 12, 13 des Chipträgers 5 im Querschnitt gesehen einen im wesentlichen umgekehrten V-förmigen Verlauf, bzw. dachförmig gestalteten Verlauf, derart, daß die Spitze des umgekehrten V mittig angeordnet ist, wobei der größte Abstand an dieser Stelle zur Leiterplatte eine Wert von etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm besitzt. Weiterhin ist vorgesehen, daß die den Chiptrager 5 durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip 6 verbundenen Elektrodenanschlusse 7 m der Form von nach wenigstens zwei Seiten des Chiptragers 5 her- ausgeführten Anschlußbeinchen ausgebildet sind, die zu kurzen schwingenformigen Anschlußstummeln 17 gebogen und geschnitten sind Eine solche Anordnung gewahrleistet eine geringste Bauhohe des Sensorbauelementes. Weiterhin sind die Biegungen 18 der Anschlußbeinchen vollständig innerhalb der Seitenteile 10, 11 des Chiptragers 5 aufgenommen, was den Vorteil besitzt, daß das Gehäuse in seinen Abmessungen nochmals verkleinert, die Große des Leadframe verkleinert ist, und im übrigen die Kriechwege für korrosive Medien erheblich verlan gert und somit eine Durchsetzung mit Chemikalien reduziert wird Darüber hinaus ermöglicht eine solche Anordnung eine mechanische Verankerung des Leadframe bzw der Elektrodenanschlusse 7 innerhalb des Gehäuses des Bauteiles und damit eine zusatzliche Erhöhung der mechanischen Stabilität insgesamt Weiterhin besitzen die aus den Seitenteilen 10, 11 des Chiptragers 5 ragenden Enden 8 der Anschlußbeinchen gegenüber der Bestückungsoberfläche 2 der Leiterplatte 3 eine geringfügige Neigung dergestalt, daß die der Bestückungsoberfläche 2 zugewandte äußerste Kante 19 des Endes 8 der Anschlußbeinchen einen Abstand von etwa 0,1 mm zu der strichliert dargestell- ten Hilfsebene 20 besitzt Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß ein Kontakt des Bauelementes mit der Bestuk- kungsoberflache 2 der Leiterplatte 3 nur durch die äußersten Enden 8 der Anschlußbeinchen gegeben ist, was zusammen mit der dargestellten, gunstigen Gehauseanordnung, bei dem der Unterteil von der Leiterplatte abgehoben ausgebildet ist und das Gehäuse wie dargestellt in Dachform ausgebildet ist, den möglichen Durchbiegungen der Leiterplatte 3 Rechnung getragen w rd, und darüber hinaus Probleme bei der Bestückung des Bauelementes auf der Leiterplatte 3, sowie beim spateren Einsatz der Leiterplatte 3 vermieden werden. In vorteilhafter Weise kann hierbei ein bislang bei der Bestückung erforderliches Einstellen vermittels sogenannter Trimm und Formwerkzeugen entfallen, und gleichzeitig den vorgegebenen Anforderungen an den einzuhaltenden Bodenabstand Rechnung getragen werden. Die Bestückung ist günstiger durchzuführen, da eine gute Adhäsion des Bestuckkleberε gewährleistet ist, und darüber 'hinaus werden mögliche Toleranzen der Leiterplatte 3 im Hinblick auf Durchbiegungen ausgeglichen, und es wird Verspannungen thermischer und/oder mechanischer Art entgegengewirkt, da ein Kontakt mit der Leiterplatte 3 nur durch die Anschlußbeinchen gegeben ist.
Für die elektrische Verbindung des auf dem Halbleiterchip 6 integriert ausgebildeten Drucksensors bzw. der diesem zugeordneten elektronischen Schaltung mit den Elektrodenanschlüssen 7 kann wie dargestellt ein Drahtkontaktierverfahren zum Einsatz gelangen, bei dem Bonddrähte 21 auf metallischen Chipanschlußstellen 2la auf dem Chip befestigt und an das entsprechend zu verbindende Elektrodenbeinchen gezogen werden. Darüber hinaus kann für diese elektrische Verbindung auch eine sogenannte Sp der-Kontaktierung Verwendung finden, bei der anstelle von Bonddrähten eine elektrisch leitende Systemträgerplatte bzw. ein sogenanntes Leadframe zum Einsatz gelangt .
Der auf dem Halbleiterchip 6 aus Silizium integrierte Druck- sensor stellt einen sogenannten piezoresistiven Sensor dar, bei dem eine in der Oberfläche des Chips 6 nach Methoden der Mikromechanik gefertigte dünne Silizium-Membran vorgesehen ist, die elektrisch mit druckabhängigen Widerstanden gekoppelt ist, welche gleichfalls im Silizium-Substrat ausgebildet sind und in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung geschaltet sind. Gleichfalls im Halbleiterchip 6 integriert ist eine dem Sensor zugeordnete Schaltung, die der Signalaufbereitung (Verstärkung und Korrektur) , aber auch einem Abgleich und Kompensation des Sensors dient. Gegenüber sonsti- gen Bauformen eignen sich solche, der Erfindung zugrunde liegenden Halbleiter-Drucksensoren vornehmlich für solche Anwendungen, bei denen es auf eine geringste Baugröße ankommt, al- so beispielsweise bei Druckmessungen im Kraftfahrzeugbereich, beispielsweise bei der Messung von Bremsdrücken, Reifendrük- ken, Brennraumdrücken und dergleichen. Neben Halbleiter- Drucksensoren, die nach dem Prinzip der piezoresistiven Druckmessung arbeiten, sind darüber hinaus auch solche ver¬ wendbar, die mit kapazitiven Meßprinzipien arbeiten.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Chipträger 5 an seiner der Bestückungsoberfläche 2 der Lei- terplatte 3 abgewandten Seite 22 einseitig offen ausgebildet, und besitzt an den die Öffnung 23 begrenzenden oberen Randbereichen 24, 25 ein Stützmittel 26 für eine formschlüssig mechanische, spielfreie Verbindung mit einem Haltemittel eines auf den Chipträger 5 aufsetzbaren (nicht näher dargestellten) Anschlußstückes derart, daß beim Aufsetzen des Anschlußstük- kes auf den Chipträger 5 das Haltemittel und das Stützmittel 26 wechselweise in Eingriff gelangen. Zu diesem Zweck besitzt das Stützmittel 26 des Chipträgers 5 an seinem Außenumfang eine umlaufende und das Haltemittel des Anschlußstückes ab- stützende Widerlagerfläche 29. Diese kann wie dargestellt in der Form einer am Randbereich des Chipträgers 5 umlaufend ausgebildeten Nut 30 ausgebildet sein, in welche eine am Außenumfang des Anschlußstückes geformte Feder wenigstens teilweise eingreift.
Der Chipträger 5 ist mit einem den Halbleiterchip 6 vollständig überdeckenden, fließfähigen Füllmittel 32 befüllt, welches insbesondere ein Gel darstellt, welches Drücke nahezu verzögerungsfrei sowie fehlerfrei auf den Halbleiterdrucksen- sor überträgt. Das Gel dient zum einen dazu, den empfindlichen Drucksensorchip 6 und die weiteren, insbesondere metallischen Bestandteile des elektronischen Bauelementes, insbesondere die Bonddrähte 21, die Anschlußbeinchen 7 bzw. das Leadframe vor Berührungen mit dem zu messenden Medium 33 zu schützen, und auf diese Weise eine Kontamination des Bauteiles durch Ionen oder andere schädliche Bestandteile des Mediums 33, oder die Gefahr einer Korrosion aufgrund des Mediums 33 zu verhindern. Darüber hinaus dient das Gel 32 als Füllmaterial, um das Totvolumen zwischen dem Sensor-Bauelement und dem aufgesetzten Anschlußstück möglichst gering zu halten, um Verfälschungen bzw. zeitliche Verzögerungen bei der Messung des Druckes zu vermeiden. Zur weiteren Trennung des zu messenden Mediums von dem Halbleiterchip 6 bzw. den korrosions- gefährdeten Bestandteilen des elektronischen Bauelementes ist des weiteren vorgesehen, daß die dem Chipträger 5 zugewandte Seite des Anschlußstückes mit einer elastischen Membran ver- schlössen ist. Die Membran ist in der Lage, den Druckimpuls des an den Sensor herangeführten Mediums ohne wesentliche Verfälschung bzw. zeitliche Verzögerung weiterzugeben, verhindert jedoch die Gefahr der Kontamination eines gefährdeten Bestandteiles durch Ionen oder andere schädliche Teile des Mediums .
Die Seitenwandungen 24, 25 des einseitig offenen Chiptragers 5 können des weiteren mit einer auf der Innenseite durchgehend angeordneten Flußstopkante 36 ausgestattet sein. In die- sem Fall ist die Innenseite des Chipträgers 5 lediglich bis zur Höhe der Flußstopkante 36 mit dem Gel 32 aufgefüllt. Diese Flußstopkante 36 ermöglicht einen definierten Stop der Kapillarkräfte des adhäsiven Gels 32 und verhindert somit aufgrund von Kapillarkräften ein unerwünschtes Hochsteigen des Gels 32 über die Gehäuseränder hinaus.
In vorteilhafter Weise ermöglicht die Flußstopkante bei entsprechend gestalteter Anordnung auch, daß die wirksame Dicke des fließfähigen Füllmittels möglichst gering gehalten werden kann, um den unerwünschten Einfluß auf die Meßempfindlichkeit des Drucksensors im Hinblick auf die zu messenden Beschleunigungen bzw. Drücke nicht zu sehr zu verschlechtern, welche bekanntermaßen mit zunehmender Geldicke herabgesetzt wird. Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1 Bauelementgehause für eine Oberflachenmontage eines Halbleiter-Bauelementes auf der Bestückungsoberfläche (2) einer Leiterplatte (3) , bestehend aus einem eine Chiptragerflache (4) aufweisenden Chiptrager (5) , auf welcher Chiptragerflache
(4) ein Halbleiterchip (6) befestigt ist, und den Chiptrager
(5) durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip (6) verbundenen Elektrodenanschlussen (7) mit einer oberflachen- montierbaren Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) zugewandten äußeren Begrenzungsflachen (12, 13) des Chiptragers (5) derart ausgebildet sind, daß sie einen vom Randbereich (14, 15) zum Mittenbereich (16) des Chiptragers (5) stetig zunehmenαen Abstand zur Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) aufweisen
2. Bauelementgehause nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) zugewandten äußeren Begrenzungsflachen (12, 13) des Chiptragers (5) im Querschnitt des Chiptragers (5) einen im wesentlichen umgekehrten V- formigen Verlauf besitzen
3 Bauelementgehause nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der größte Abstand der der Bestückungsoberfläche (2) zugewandten äußeren Begrenzungsflachen (12, 13) des Chiptragers (5) zur Leiterplatte (3) einen Wert von etwa 0 1 bis etwa 0 5 mm besitzt.
4. Bauelementgehause nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Chiptrager (5) durchsetzenden und elektrisch mit dem Halbleiterchip (6) verbundenen Elektrodenanschlussen (7) in der Form von nach wenigstens ei- ner Seite des Chiptragers (5) herausgeführten Anschlußbeinchen ausgebildet sind, die zu kurzen schwmgenformigen Anschlußstummeln (17) gebogen und geschnitten sind.
5. Bauelementgehause nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der aus elektrisch isolierendem Material und insbesondere einstückig hergestellte Chipträger (5) ein gegenüber der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) abgehobenes Unterteil (9) und zu beiden Seiten des Unterteiles (9) angeordnete Seitenteile (10, 10a, 11, lla) aufweist .
6. Bauelementgehause nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens eine Biegung (18) der Anschlußbeinchen annähernd vollständig innerhalb der Seitenteile (10, 10a, 11, lla) des Chipträgers (5) aufgenommen ist.
7. Bauelementgehause nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Seitenteilen (10, 10a, 11, lla) des Chipträgers (5) ragenden Enden (8) der Anschlußbeinchen gegenüber der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) eine geringfügige Neigung besitzen, derart, daß sie vom Mit- tenbereich (16) des Chiptragers (5) gesehen nach unten in Richtung der Bestückungsoberfläche (2) der Leiterplatte (3) verlaufen .
8. Bauelementgehause nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, daß der Chipträger (5) aus einem Thermoplastkunststoffmaterial hergestellt ist.
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