WO1998013866A1 - Connecting frame of microelectronic component, manufacturing process, and the microelectronic component encompassing same - Google Patents

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WO1998013866A1
WO1998013866A1 PCT/DE1997/001681 DE9701681W WO9813866A1 WO 1998013866 A1 WO1998013866 A1 WO 1998013866A1 DE 9701681 W DE9701681 W DE 9701681W WO 9813866 A1 WO9813866 A1 WO 9813866A1
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Heinz Pape
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
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    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic

Definitions

  • connection frame for a microelectronic component for its production and the connection frame comprising a microelectronic component
  • the invention relates to a lead frame for a microelectronic component, a preliminary stage of the same, a method for its production and a microelectronic component which comprises the lead frame according to the invention.
  • SMT components which are generally referred to as SMT components, generally comprise a lead frame on which a semiconductor chip is attached.
  • the semiconductor chip is contacted with the lead fingers of the lead frame, e.g. by wire bonding.
  • the microelectronic component is usually enclosed in a plastic housing from which the connecting fingers are led out.
  • the connection frames have a so-called island in a central region, which is used to fasten the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is usually glued onto the island, but it can also be soldered or alloyed on.
  • This composite is also coated with plastic at approx. 180 ° C. If the component cools down to room temperature or even lower, the island and the plastic housing bulge due to the bimaterial effect due to the different thermal expansion coefficients of the semiconductor chip and the island. The latter is particularly noticeable in thin housings, which are preferred for SMT (Surface Mount Technology) mounting.
  • SMT Surface Mount Technology
  • the bimaterial effect occurs particularly when using lead frames made of copper or copper alloys, since their thermal expansion coefficients differ very greatly from the thermal expansion coefficients of the semiconductor materials silicon or galium arsenide.
  • Lead frames are known whose thermal expansion coefficients largely correspond to those of the semiconductor materials. Such lead frames consist, for example, of nickel-iron alloys. However, their thermal conductivity is compared to that of copper lead frames low, the dissipation of heat loss is accordingly poor.
  • a main way of dissipating heat in standard housings runs from the semiconductor chip via the adhesive connection into the chip island and from there into the connecting fingers and the printed circuit board on which the microelectronic component is fastened.
  • the connecting fingers are separated from the island by a gap filled with a poorly thermally conductive plastic mass, the heat dissipation is often not sufficient.
  • Another measure is to place an additional heat distributor under the chip island or to glue or solder to the chip island.
  • the former measure leads to poorly reproducible and unreliable results, while the latter is complex and expensive.
  • the lead frame should continue to be suitable for attaching semiconductor chips of various sizes.
  • the invention therefore relates to a lead frame for a microelectronic component, which comprises a multiplicity of lead fingers and an island for fastening a semiconductor chip.
  • the connecting frame according to the invention is characterized in that at least a partial area of the island is folded out of the plane of the island along at least two folded edges.
  • the at least one partial area is preferably folded such that it has an end area which runs essentially parallel to the island;
  • the section is therefore cranked.
  • the folding around the folded edges also includes that the island partial area is bent over without a sharply defined edge being formed, but instead, for example, a curvature.
  • the folded end region protrudes from one of the housing surfaces or closes with it. It can either be connected directly to the circuit board on which the finished microelectronic component is attached, or a heat sink, for example in the form of a metal plate, is applied in a manner known per se. Waste heat is thus dissipated from the semiconductor chip via a fastening layer, which usually consists of adhesive, into the island and from there directly over a folded part of the island either into the circuit board or the heat sink.
  • a fastening layer which usually consists of adhesive
  • connection fingers of the connection frame for heat dissipation required for contacting are consumed, and on the other hand, the problems described when countersinking the entire chip island do not occur. Because only a partial area of the island is rebated, remaining areas of the island in the interior of the plastic housing on which the semiconductor chip are arranged are retained can. The path of moisture or foreign ions that go up to the
  • Penetrating the semiconductor chip and causing damage there can be extended even further by not leading the folded island section directly to the surface of the housing, but at an angle, at an angle not equal to 90 °. This extends the path of moisture or foreign ions that penetrate along the interface between the lead frame and the plastic housing.
  • the sub-areas can be varied in a variety of ways as far as their number, size and shape are concerned.
  • the selection of the parameters mentioned depends, among other things, on the shape and size of the island, the semiconductor chip to be used and the amount of heat to be dissipated. It should be noted that the size of the folded end region of the island part region is of no particular importance, since a relatively small end region is sufficient for sufficient heat dissipation.
  • the lead frames according to the invention can have only one folded island sub-area or also several, for example two to six or possibly even more.
  • the folded partial areas are expediently produced by creating dividing lines along their later outlines in the island. This can be done, for example, by punching or using a laser.
  • a connection point between the island and the island section remains. This connection point expediently forms a first fold edge, along which the partial area is folded out of the island plane.
  • the partial area is folded at least a second time in order to produce an end area which is led out in the finished component over a housing surface or ends with it.
  • the partial area or partial areas of the island that are to be folded out can, for example, be arranged on the island in such a way that a contact surface of a suitable shape and size remains for a semiconductor chip of a predetermined size.
  • the lead frame according to the invention has the additional advantage that the contact area between the island and the semiconductor chip is reduced by folding away partial regions of the island and the bimaterial effect is thereby reduced.
  • the invention therefore has two advantages at the same time. On the one hand, heat dissipation is improved, and on the other hand component bending is reduced by reducing the bimaterial effect.
  • the partial areas are arranged in such a way that an edge area adjacent to the connecting fingers is retained, the usual way of dissipating heat via the connecting fingers also takes place.
  • This process can be further favored by the fact that the distance from the outer edge of the island to the connecting fingers is kept particularly small, that is to say the outer contour of the island follows the course of the connecting fingers along the island edge.
  • solder control it is possible to additionally use the folded portion as a solder control.
  • Conventional components with soldering control have so far been designed in such a way that a thermally conductive surface protruding or terminating with a housing surface, generally a metal plate (known as a heat slug), is extended on two opposite sides and led up over the housing surface to the side edges of the housing has been. Solder emerging from the side metal bars after the soldering process indicates a successful soldering process.
  • the invention it is possible to lead out at least one of the folded partial areas, more precisely one of the end areas, on one of the housing surfaces around a side edge of the housing such that this section is visible after the microelectronic component has been placed on a circuit board or the like. Solder emerging in this area after the soldering process indicates a successful soldering process.
  • FIG. 1 schematically shows a plan view of a preliminary stage of a connecting frame according to the invention
  • FIG. 5 schematically shows a plan view of a further preliminary stage of a lead frame according to the invention.
  • Fig. 6 schematically shows a plan view of a preliminary stage a further connection frame according to the invention.
  • FIG. 7 schematically shows a cross section through a microelectronic component according to the invention.
  • FIG. 1 shows a preliminary stage of a lead frame according to the invention, in this case a lead frame of the so-called dual-in-line (DIL) type.
  • the forerunner of the connection frame has an island 3 for receiving a semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is not shown in the present case, but its position in the later microelectronic component is indicated by the dotted line on the island.
  • the island 3 is surrounded on two sides by a large number of connecting fingers 2.
  • the island is held in a lead frame band by island suspensions 13.
  • An island subarea 5 is arranged on the island 3 and is delimited on two sides by dividing lines 11. A part of the island circumferential line forms a further boundary of the partial area 5.
  • FIG. 2 shows schematically and not to scale an inventive microelectronic component which comprises a lead frame 1 according to the invention, which has been produced from the preliminary stage according to FIG. 1.
  • the partial area 5 is folded out of the island 3 in such a way that its end area 7 runs parallel to the island 3 and the semiconductor chip 4, which is fastened to the island with adhesive 12. Furthermore, the seam was folded in such a way that a connecting area 8 between the non-folded areas of the island 3 and the end area 7 is essentially perpendicular to the island.
  • the surface of the end region 7 facing away from the semiconductor chip 4 lies in the plane shown with the underside of the housing 9. However, it is also possible to extend the connection region 8 so that the end region projects in whole or in part over the underside of the housing.
  • the end region 7 exposed on the housing surface can either be contacted with a printed circuit board or the like on which the microelectronic component is to be fastened, or a heat sink can be fastened to the end region 7.
  • a heat sink can be fastened to the end region 7.
  • the semiconductor chip 4 is then fastened under the lead frame.
  • a heat sink can be attached to the end region 7 in order to dissipate the heat loss generated in the housing 9 to the outside.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a microelectronic component according to the invention.
  • two partial areas 5 are present in the present case, each of which has a connecting area 8 and an end area 7.
  • the two sections have been folded in different ways in order to explain different possible embodiments.
  • 3 is folded again in such a way that the connecting area 8 is perpendicular to the island 3 stands, the right section is folded so that the connection area 8 is at an angle not equal to 90 ° to the island 3.
  • This has the consequence that the connection area 8 is lengthened, whereby the path of moisture and foreign ions, which can penetrate along the seams of the folded island area and the plastic of the housing 9 to the semiconductor chip 4, is also lengthened.
  • Appropriate angles, in which the partial area 5 with its connecting area 8 can be folded from the island plane, are, for example, in the range between 30 ° and 60 ° or 120 ° and 150 °. It has already been mentioned at the beginning that the path on which contaminants can penetrate into the interior of the housing 9 can be further extended in that the portion 5 can be folded over on more than two folded edges. As a rule, however, it is sufficient to fold the section only twice.
  • FIG. 3 serves primarily to explain the various design options.
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of a preliminary stage of a lead frame according to the invention, which has two identical subregions 5 to be folded. It is a connection frame for a so-called Quad Fiat Package (QFP), in which the island 3 is surrounded on four sides by connection fingers 2. The later position of the semiconductor chip on the island is indicated by the dotted outline marked 4.
  • QFP Quad Fiat Package
  • the island suspensions are again designated by 13, and the contours of the later plastic housing are designated by 9.
  • Folded sections 5 are arranged, which are delimited by two separating lines 11.
  • the fold edges are designated by 6, along which the partial areas can be folded out of the plane of the island 3.
  • the procedure can be such that the island 3 is severed in the region of the lines denoted by 11. This can be done, for example, by punching or using a laser. This results in subareas 5 which are only connected to the island 3 at the first fold edge designated 6 '.
  • a preliminary stage of the lead frame according to the invention is obtained, which is also the subject of the invention.
  • the lead frame itself can be produced from the preliminary stage by folding over the partial area along the first folded edge 6 'and at least one further folded edge, which in the present case is designated 6 ".
  • a microelectronic component according to the invention which has the leadframe according to the invention shown in FIG. 4, could for example look like that shown in FIG. 3, this illustration corresponding to a section through the component in the region of the folded-down partial regions. As already mentioned, however, it is preferred to fold the partial areas 5 at the same angle to the island.
  • FIG. 5 shows a further preliminary stage of a lead frame according to the invention, which differs from that in FIG. 4 primarily in that six partial areas 5 are arranged on the island 3. Furthermore, these partial areas are arranged on the island in such a way that a peripheral edge area of the island which is adjacent to the connecting fingers 2 is retained. In this way it is possible to dissipate heat from the entire edge of the island in the usual way into the connecting fingers conduct. This way of heat dissipation is further improved in the case shown by the fact that the edge of the island 3 is guided to the connecting fingers at the smallest possible spacing, that is to say the outer contour of the island 3 follows the course of the connecting finger 2.
  • the partial regions 5 are produced and folded in the manner already described.
  • the lead frame explained with reference to FIG. 5 has the advantage, however, that the island 3 offers a support surface for semiconductor chips of various sizes. For example, it is possible to arrange very small chips in the middle of the island 3 and, accordingly, to fold only the two partial areas 5 located in the center of the island 3. If larger semiconductor chips are used, additional subregions can be folded, if necessary, so that sufficient heat dissipation from the housing 9 is ensured. In the case of very large semiconductor chips, which essentially fill the island surface 3, all subregions can be crimped, for example. However, all variants are conceivable, from folding only one partial area to folding five or six partial areas.
  • the design of the island 3 also offers the possibility of applying the semiconductor chips to the island in different positions.
  • a semiconductor chip can be placed on the island 3 with its side edges parallel to the longitudinal edges of the long partial regions 5.
  • mount the semiconductor chip rotated by 45 °, for example.
  • the lead frame explained in FIG. 5 therefore has the advantage that it can be Different semiconductor chips that generate different levels of heat loss can be specifically adjusted.
  • FIG. 6 shows a further embodiment, which is particularly suitable for dual in-line (DIL) modules.
  • the basic structure of the lead frame or its preliminary stage corresponds to that shown in FIG. 1.
  • the partial areas to be rebated are formed by webs 10 which protrude beyond the end faces of the island 3.
  • These webs 10 can, for example, correspond to the island suspensions designated by 13 in FIG. 1 or be designed as widened island suspensions.
  • the width of the webs 10 can, for example, correspond to at least 40% of the side edges of the island on which they are arranged. In this case, sufficient heat dissipation is guaranteed.
  • the webs 10 are rebated along two fold edges, in such a way that an end region 7 of the web lies in a different plane than the connecting fingers 2 and the island 3. These end regions 7 preferably close after the connecting frame has been coated with plastic with one of the housing surfaces or protrude above the housing.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through a lead frame 1 produced from the preliminary stage shown in FIG. 6 after the assembly of a semiconductor chip 4 and the production of a housing 9 from plastic.
  • the web shown in the right part of the figure was folded in a U shape, so that the end region 7 partly comes to rest again in the region of the housing 9.
  • FIG. 7 again serves above all to explain the different folding options.
  • a plurality of webs 10 are again folded in the same way, so that symmetrical structures arise.
  • the lead frames according to the invention can be produced in a simple manner using conventional method steps and without adding further components to the lead frame. They enable heat loss to be dissipated in a particularly effective manner. In addition, they can reduce the bimaterial effect, so that bulging itself is very thin

Abstract

The present invention pertains to a connecting frame (1) for a microelectronic component, comprising a plurality of connecting pins (2) and an island (3) for securing a semiconductor chip. The connecting frame is characterized in that a portion (5) of the island (3) has foldings on two or more lines, which emerge from the island plane. Once the semiconductor chip (4) is mounted and a plastic casing (9) has been built, the folded portion presents an end area preferably so designed as to define a housing surface or to protrude above same. The end area (7) can be so connected to a printed circuit card or heat sink that the heat leakage inside the casing (9) can be efficiently dispelled therefrom. The invention also relates to a preliminary module to the connecting frame, the manufacturing process of said connecting frame and the microelectronic component encompassing same.

Description

Beschreibungdescription
.Anschlußrahmen für ein mikroelektronisches Bauteil, Verfahren zu dessen Herstellung und den Anschlußrahmen umfassendes mikroelektronisches BauteilConnection frame for a microelectronic component, method for its production and the connection frame comprising a microelectronic component
Die Erfindung betrifft einen Anschlußrahmen für ein mikroelektronisches Bauteil, eine Vorstufe desselben, ein Verfah- ren zu dessen Herstellung und ein mikroelektronisches Bauteil, welches den erfindungsgemäßen Anschlußrahmen umfaßt.The invention relates to a lead frame for a microelectronic component, a preliminary stage of the same, a method for its production and a microelectronic component which comprises the lead frame according to the invention.
Oberflächenmontierte mikroelektronische Bauteile, die allgemein als SMT-Bauteile bezeichnet werden, umfassen in der Re- gel einen Anschlußrahmen, auf dem ein Halbleiterchip befestigt ist. Der Halbleiterchip ist mit den Anschlußfingern des Anschlußrahmens kontaktiert, z.B. durch Drahtbonden. Das mikroelektronische Bauteil ist meist von einem Gehäuse aus Kunststoff umschlossen, aus dem die Anschlußfinger herausge- führt sind. In einer weit verbreiteten Ausgestaltungsform weisen die Anschlußrahmen in einem mittleren Bereich eine sogenannte Insel auf, die zur Befestigung des Halbleiterchips dient. Üblicherweise wird der Halbleiterchip auf die Insel aufgeklebt, er kann jedoch auch aufgelötet oder auflegiert sein.Surface-mounted microelectronic components, which are generally referred to as SMT components, generally comprise a lead frame on which a semiconductor chip is attached. The semiconductor chip is contacted with the lead fingers of the lead frame, e.g. by wire bonding. The microelectronic component is usually enclosed in a plastic housing from which the connecting fingers are led out. In a widespread embodiment, the connection frames have a so-called island in a central region, which is used to fasten the semiconductor chip. The semiconductor chip is usually glued onto the island, but it can also be soldered or alloyed on.
Bei den oben beschriebenen mikroelektronischen Bauteilen, insbesondere bei hochintegrierten Schaltungen mit hohen Verlustleistungen, ist die Abfuhr von Verlustwärme ein Problem. Bei unzureichender Wärmeabfuhr kann es zu unzulässig hohen Chiptemperaturen kommen, durch die die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der integrierten Schaltung verringert werden oder das Bauteil sogar zerstört wird. Ein zweites, davon unabhängiges Problem ist die Bauteilver- biegung, die durch den Bimaterialeffekt in erster Linie des Chip/Inselverbundes verursacht wird, wobei auch eine unsymmetrische Kunststoffdicke über und unter diesem Verbund zur Verbiegung beitragen kann. Wenn möglich, werden derartige Un- symmetrien jedoch vermieden. Chip und Insel werden bei hoher Temperatur zusammengefügt (Klebung 180 - 200° C, Lötung > 200° C, Legierung > 300° C) . Auch die Umhüllung dieses Verbundes mit Kunststoff findet bei ca. 180° C statt. Kühlt das Bauteil auf Raumtemperatur oder noch tiefer ab, kommt es, bedingt durch den Bimaterialeffekt aufgrund der unterschiedli- chen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten von Halbleiterchip und Insel, zu Aufwölbungen der Insel und des Kunststoffgehäuses . Letzteres macht sich vor allem bei dünnen Gehäusen bemerkbar, die in der SMT( Surface Mount Technology ) -Montage bevorzugt eingesetzt werden. Der Bimaterialeffekt tritt besonders bei Verwendung von Anschlußrahmen aus Kupfer oder Kupferlegierungen auf, da deren Wärmeausdehnungs-Koeffizienten sehr stark von den Wärmeausdehnungs-Koeffizienten der Halbleitermaterialien Silicium oder Galiumarsenid abweichen. Beim Kontaktieren von Halblei- terchip und Kupfer-Anschlußrahmen, das in der Regel bei einer Temperatur über 200° C durchgeführt wird, bildet sich außerdem auf dem Anschlußrahmen und der Inselrückseite eine Kupferoxid-Schicht, die leicht abblättert und zur Delamination zwischen Anschlußrahmen mit Inselrückseite einerseits und dem angrenzenden Kunststoff des Gehäuses andererseits führt. In delaminierten Bereichen, insbesondere an der großen Fläche der Inselrückseite kann sich Feuchte ansammeln und beim Lötprozeß schlagartig verdampfen { "pop com" -Effekt ) . Dadurch wird das IC-Gehäuse zerstört.In the microelectronic components described above, in particular in the case of highly integrated circuits with high power dissipation, the dissipation of heat loss is a problem. Inadequate heat dissipation can lead to impermissibly high chip temperatures, which reduce the reliability and service life of the integrated circuit or even destroy the component. A second problem that is independent of this is component bending, which is primarily due to the bimaterial effect Chip / island composite is caused, whereby an asymmetrical plastic thickness above and below this composite can contribute to the bending. If possible, such asymmetries are avoided. Chip and island are joined together at high temperature (bonding 180 - 200 ° C, soldering> 200 ° C, alloy> 300 ° C). This composite is also coated with plastic at approx. 180 ° C. If the component cools down to room temperature or even lower, the island and the plastic housing bulge due to the bimaterial effect due to the different thermal expansion coefficients of the semiconductor chip and the island. The latter is particularly noticeable in thin housings, which are preferred for SMT (Surface Mount Technology) mounting. The bimaterial effect occurs particularly when using lead frames made of copper or copper alloys, since their thermal expansion coefficients differ very greatly from the thermal expansion coefficients of the semiconductor materials silicon or galium arsenide. When contacting the semiconductor chip and the copper lead frame, which is usually carried out at a temperature above 200 ° C, a copper oxide layer also forms on the lead frame and the back of the island, which peels off easily and for delamination between the lead frame with the back of the island and the adjacent plastic of the housing leads on the other hand. Moisture can accumulate in delaminated areas, especially on the large surface of the island's rear, and evaporate suddenly during the soldering process ("pop com" effect). This will destroy the IC package.
Zwar sind Anschlußrahmen bekannt, deren Wärmeausdehnungs- Koeffizienten denjenigen der Halbleitermaterialien weitgehend entsprechen. Derartige Anschlußrahmen bestehen beispielsweise aus Nickel-Eisen-Legierungen. Jedoch ist ihre Wärmeleitfähig- keit im Vergleich zu derjenigen von Kupfer-Anschlußrahmen niedrig, die Ableitung von Verlustwärme entsprechend schlecht .Lead frames are known whose thermal expansion coefficients largely correspond to those of the semiconductor materials. Such lead frames consist, for example, of nickel-iron alloys. However, their thermal conductivity is compared to that of copper lead frames low, the dissipation of heat loss is accordingly poor.
Ein Hauptweg der Wärmeabfuhr bei Standardgehäusen verläuft vom Halbleiterchip über die Klebeverbindung in die Chipinsel und von dort in die Anschlußfinger und die Leiterplatte, auf der das mikroelektronische Bauteil befestigt ist. Da die Anschlußfinger jedoch durch einen mit schlecht wärmeleitfähiger Kunststoffmasεe ausgefüllten Spalt von der Insel getrennt sind, ist die Wärmeableitung oftmals nicht ausreichend.A main way of dissipating heat in standard housings runs from the semiconductor chip via the adhesive connection into the chip island and from there into the connecting fingers and the printed circuit board on which the microelectronic component is fastened. However, since the connecting fingers are separated from the island by a gap filled with a poorly thermally conductive plastic mass, the heat dissipation is often not sufficient.
Zur Verbesserung der Wärmeableitung aus dem Kunststoffgehäuse sind verschiedene Maßnahmen bekannt.Various measures are known for improving the heat dissipation from the plastic housing.
Eine Maßnahme besteht darin, sogenannte Pin-Insel-Verbindun- gen zu schaffen. Dabei wird ein Teil der Anschlüsse des Anschlußrahmens nicht von der Insel freigestanzt oder freigeätzt, sondern bleibt mit ihr verbunden. Es bleibt also eine metallische und im Vergleich zur Kunststoffmasse gut wärme- leitfähige Verbindung zwischen Insel und Anschlußfingern be- stehen. Nachteilig ist jedoch, daß für eine ausreichende Verbesserung der Wärmeableitung oft eine große Anzahl Anschluß- finger benötigt wird. Dies trifft insbesondere für sogenannte P-QFP (Plastic Quad Fiat Package) -Gehäuse mit langen und schmalen Anschlußfingern zu. Diese Anschlüsse stehen nicht mehr zur Kontaktierung mit dem integrierten Schaltkreis auf dem Halbleiterchip zur Verfügung.One measure is to create so-called pin-island connections. Part of the connections of the lead frame is not punched or etched free by the island, but remains connected to it. So there remains a metallic connection, which is highly thermally conductive compared to the plastic compound, between the island and the connecting fingers. However, it is disadvantageous that a large number of connecting fingers is often required for a sufficient improvement in heat dissipation. This is especially true for so-called P-QFP (Plastic Quad Fiat Package) housings with long and narrow connecting fingers. These connections are no longer available for contacting the integrated circuit on the semiconductor chip.
Eine andere Maßnahme besteht darin, einen zusätzlichen Wärmeverteiler unter die Chipinsel zu legen oder an die Chipinsel anzukleben oder anzulöten. Erstere Maßnahme führt zu schlecht reproduzierbaren und unzuverlässigen Ergebnissen, während letztere aufwendig und teuer ist.Another measure is to place an additional heat distributor under the chip island or to glue or solder to the chip island. The former measure leads to poorly reproducible and unreliable results, while the latter is complex and expensive.
Es ist auch bekannt, die Chipinsel selbst bis zur Gehäuse- ober- oder -Unterseite abzusenken und sie entweder direkt mit der Leiterplatte zu verbinden oder eine Warmesenke anzukoppeln. Diese Anordnung hat jedoch verschiedene Nachteile. Einerseits führt der unsymmetrische Gehauseaufbau wegen auftretender thermomechanischer Spannungen zu Gehauseverbiegungen. Andererseits können durch die Nahtstellen zwischen Kunststoff und Inselrand Feuchtigkeit und Fremdionen eindringen, die auf sehr kurzen Wegen zum Chip gelangen und dort Korrosion verursachen können. Wegen des unsymmetrischen Aufbaus und der auftretenden thermomechanisehen Spannungen sind außerdem Mikro- risse bis hin zur Chipoberfläche praktisch unvermeidlich. Bei derartigen mikroelektronischen Bauteilen treten deshalb Zu- verlassigkeitsprobleme auf.It is also known to lower the chip island itself up to the top or bottom of the housing and either directly with it to connect the circuit board or to couple a heat sink. However, this arrangement has several disadvantages. On the one hand, the asymmetrical housing structure leads to housing bending due to the occurrence of thermomechanical stresses. On the other hand, the seams between the plastic and the edge of the island allow moisture and foreign ions to penetrate, which can reach the chip in very short distances and cause corrosion there. Because of the asymmetrical structure and the thermomechanical stresses that occur, microcracks up to the chip surface are practically unavoidable. Reliability problems therefore arise with such microelectronic components.
Diese Nachteile können dadurch vermieden werden, daß nur ein Teil der Chipinsel auf eine der Gehauseoberflachen herausge- führt wird. Ein Randbereich der Chipinsel, auf den der Chip aufgeklebt wird, bleibt dagegen im Inneren des Gehäuses erhalten. Diese Ausgestaltung eignet sich in erster Linie für mikroelektronische Bauteile mit relativ großen Halbleiterchips .These disadvantages can be avoided by only leading a part of the chip island out onto one of the housing surfaces. An edge area of the chip island, on which the chip is glued, remains in the interior of the housing. This configuration is primarily suitable for microelectronic components with relatively large semiconductor chips.
Au f g a e der Erfindung war es, ein mikroelektronisches Bauteil und insbesondere einen Anschlußrahmen für ein solches Bauteil anzugeben, die eine gute Warmeabfuhr gewahrleisten, dabei aber einfach und kostengünstig herstellbar sind. Der Anschlußrahmen sollte sich weiterhin für die Befestigung von Halbleiterchips verschiedenster Größe eignen.It was the object of the invention to provide a microelectronic component and in particular a lead frame for such a component, which ensure good heat dissipation, but are simple and inexpensive to produce. The lead frame should continue to be suitable for attaching semiconductor chips of various sizes.
Die Losung dieser Aufgabe gelingt mit dem Anschlußrahmen gemäß Anspruch 1, einem Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 17, einer Vorstufe des Anschlußrahmens gemäß Anspruch 19 sowie einem mikroelektronischen Bauteil gemäß Anspruch 20. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen . In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung also einen Anschlußrahmen für ein mikroelektronisches Bauteil, welcher eine Vielzahl von Anschlußfingern und eine Insel zur Befestigung eines Halbleiterchips umfaßt. Der erfindungsgemäße An- schlußrahmen zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens ein Teilbereich der Insel entlang wenigstens zweier Falzkanten aus der Ebene der Insel herausgefalzt ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Teilbereich so gefalzt, daß er einen Endbereich aufweist, der im wesentlichen parallel zur Insel ver- läuft; Der Teilbereich wird also gekröpft. Das Umfalzen um die Falzkanten umfaßt im Sinne dieser Erfindung auch, daß der Insel-Teilbereich umgebogen wird, ohne daß eine scharf definierte Kante, sondern beispielsweise eine Wölbung gebildet wird.The solution to this problem is achieved with the lead frame according to claim 1, a method for its production according to claim 17, a preliminary stage of the lead frame according to claim 19 and a microelectronic component according to claim 20. Further configurations result from the subclaims. In a first aspect, the invention therefore relates to a lead frame for a microelectronic component, which comprises a multiplicity of lead fingers and an island for fastening a semiconductor chip. The connecting frame according to the invention is characterized in that at least a partial area of the island is folded out of the plane of the island along at least two folded edges. The at least one partial area is preferably folded such that it has an end area which runs essentially parallel to the island; The section is therefore cranked. For the purposes of this invention, the folding around the folded edges also includes that the island partial area is bent over without a sharply defined edge being formed, but instead, for example, a curvature.
Wird der Anschlußrahmen nach Befestigung und Kontaktierung des Halbleiterchips mit Kunststoffmasse umhüllt, steht der abgefalzte Endbereich über eine der Gehäuseoberflächen vor oder schließt mit dieser ab. Er kann entweder direkt mit der Leiterplatte, auf der das fertige mikroelektronische Bauteil befestigt wird, verbunden werden, oder es wird auf an sich bekannte Art und Weise eine Wärmesenke, beispielsweise in Form einer Metallplatte, aufgebracht. Die Ableitung von Verlustwärme erfolgt also vom Halbleiterchip über eine Befesti- gungsschicht, die üblicherweise aus Klebstoff besteht, in die Insel und von dort direkt über einen abgefalzten Teilbereich der Insel entweder in die Leiterplatte oder die Wärmesenke.If the lead frame is covered with plastic compound after the semiconductor chip has been attached and contacted, the folded end region protrudes from one of the housing surfaces or closes with it. It can either be connected directly to the circuit board on which the finished microelectronic component is attached, or a heat sink, for example in the form of a metal plate, is applied in a manner known per se. Waste heat is thus dissipated from the semiconductor chip via a fastening layer, which usually consists of adhesive, into the island and from there directly over a folded part of the island either into the circuit board or the heat sink.
Es werden demnach einerseits keine für die Kontaktierung be- nötigten Anschlußfinger des Anschlußrahmens für die Wärmeabfuhr verbraucht, andererseits treten die bei der Ansenkung der ganzen Chipinsel beschriebenen Probleme nicht auf. Dadurch daß nur ein Teilbereich der Insel abgefalzt wird, bleiben Restbereiche der Insel im Inneren des Kunststoffgehäuses erhalten, auf denen der Halbleiterchip angeordnet werden kann. Der Weg von Feuchtigkeit oder Fremdionen, die bis zumAccordingly, on the one hand, no connection fingers of the connection frame for heat dissipation required for contacting are consumed, and on the other hand, the problems described when countersinking the entire chip island do not occur. Because only a partial area of the island is rebated, remaining areas of the island in the interior of the plastic housing on which the semiconductor chip are arranged are retained can. The path of moisture or foreign ions that go up to the
Halbleiterchip eindringen und dort für Beschädigungen sorgen können, kann noch zusätzlich verlängert werden, indem der abgefalzte Insel-Teilbereich nicht auf direktem Wege an die Ge- häuseoberfl che geführt wird, sondern schräg, in einem Winkel ungleich 90°. Der Weg der Feuchtigkeit oder Fremdionen, die entlang der Nahtstelle von Anschlußrahmen und Kunststof fge- häuse eindringen, verlängert sich dadurch.Penetrating the semiconductor chip and causing damage there can be extended even further by not leading the folded island section directly to the surface of the housing, but at an angle, at an angle not equal to 90 °. This extends the path of moisture or foreign ions that penetrate along the interface between the lead frame and the plastic housing.
Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Lösungen besteht darin, daß die Teilbereiche, was ihre Anzahl, Größe und Form anbetrifft, auf vielfältige Weise variiert werden können. Die Auswahl der genannten Parameter richtet sich unter anderem nach Form und Größe der Insel, dem zu verwendenden Halbleiterchip und der abzuführenden Wärmemenge. Dabei ist anzumerken, daß der Größe des abgefalzten Endbereichs des Insel- Teilbereichs keine besondere Bedeutung zukommt, da bereits ein relativ kleiner Endbereich für eine hinreichende Wär eab- fuhr ausreicht.Another advantage over known solutions is that the sub-areas can be varied in a variety of ways as far as their number, size and shape are concerned. The selection of the parameters mentioned depends, among other things, on the shape and size of the island, the semiconductor chip to be used and the amount of heat to be dissipated. It should be noted that the size of the folded end region of the island part region is of no particular importance, since a relatively small end region is sufficient for sufficient heat dissipation.
Die erfindungsgemäßen Anschlußrahmen können nur einen abgefalzten Insel-Teilbereich aufweisen oder auch mehrere, beispielsweise zwei bis sechs oder gegebenenfalls noch mehr. Zweckmäßig werden die abgefalzten Teilbereiche hergestellt, indem entlang deren späteren Umrißlinien in der Insel Trennlinien erzeugt werden. Dies kann beispielsweise durch Stanzen oder mit Hilfe eines Lasers erfolgen. Dabei bleibt eine Verbindungsstelle zwischen Insel und Insel-Teilbereich bestehen. Diese Verbindungsstelle bildet zweckmäßig eine erste Falz- kante, entlang derer der Teilbereich aus der Inselebene herausgefalzt wird. Der Teilbereich wird wenigstens noch ein zweites Mal gefalzt, um so einen Endbereich zu ergeben, der im fertigen Bauteil über eine Gehäuseoberfläche herausgeführt ist oder mit dieser abschließt. Es ist jedoch auch möglich, den Insel-Teilbereich mehr als zweimal zu falzen, beiεpiels- weise wenn der Verbindungsbereich zwischen Insel und Endbereich verlängert werden soll, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse zu erschweren.The lead frames according to the invention can have only one folded island sub-area or also several, for example two to six or possibly even more. The folded partial areas are expediently produced by creating dividing lines along their later outlines in the island. This can be done, for example, by punching or using a laser. A connection point between the island and the island section remains. This connection point expediently forms a first fold edge, along which the partial area is folded out of the island plane. The partial area is folded at least a second time in order to produce an end area which is led out in the finished component over a housing surface or ends with it. However, it is also possible to fold the island section more than twice, for example wise if the connection area between the island and the end area is to be extended to make it more difficult for moisture to penetrate into the housing.
Der Teilbereich oder die Teilbereiche der Insel, die herausgefalzt werden sollen, können beispielsweise so auf der Insel angeordnet sein, daß für einen Halbleiterchip einer vorgegebenen Größe eine Auflagefläche geeigneter Form und Größe verbleibt. Der erfindungsgemäße Anschlußrahmen weist dabei den zusätzlichen Vorteil auf, daß durch das Wegfalzen von Teilbereichen der Insel die Berührungsfläche zwischen Insel und Halbleiterchip verkleinert und dadurch der Bimaterialeffekt vermindert wird. Die Erfindung hat also gleichzeitig zwei Vorteile. Einerseits wird die Warmeabfuhr verbessert, ande- rerseits wird die Bauteilverbiegung durch Verminderung des Bimaterialeffektes verringert.The partial area or partial areas of the island that are to be folded out can, for example, be arranged on the island in such a way that a contact surface of a suitable shape and size remains for a semiconductor chip of a predetermined size. The lead frame according to the invention has the additional advantage that the contact area between the island and the semiconductor chip is reduced by folding away partial regions of the island and the bimaterial effect is thereby reduced. The invention therefore has two advantages at the same time. On the one hand, heat dissipation is improved, and on the other hand component bending is reduced by reducing the bimaterial effect.
Werden die Teilbereiche so angeordnet, daß in der Insel ein den Anschlußfingern benachbarter Randbereich erhalten bleibt, findet zusatzlich auch der übliche Weg der W rmeableitung über die Anschlußfinger statt. Dieser Vorgang kann noch dadurch begünstigt werden, daß der Abstand von äußerem Rand der Insel zu den Anschlußfingern besonders gering gehalten wird, die Außenkontur der Insel also dem Verlauf der Anschlußfinger entlang des Inselrandes folgt.If the partial areas are arranged in such a way that an edge area adjacent to the connecting fingers is retained, the usual way of dissipating heat via the connecting fingers also takes place. This process can be further favored by the fact that the distance from the outer edge of the island to the connecting fingers is kept particularly small, that is to say the outer contour of the island follows the course of the connecting fingers along the island edge.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den abgefalzten Teilbereich zusätzlich als Lotkontrolle zu verwenden. Herkömmliche Bauteile mit Lötkontrolle waren bisher so ausgestaltet, daß eine über eine Gehäuseoberflache vorstehende oder mit dieser abschließende warmeleitfähige Flache, im allgemeinen einer Metallplatte (sogenannter Heat Slug) , an zwei gegenüberliegenden Seiten verlängert und über die Gehauseoberfläche herum an den Seitenkanten des Gehäuses heraufge- führt wurde. Nach dem Lötvorgang an den seitlichen Metallstegen heraustretendes Lot zeigt einen erfolgreichen Lötvorgang an.In a further development of the invention, it is possible to additionally use the folded portion as a solder control. Conventional components with soldering control have so far been designed in such a way that a thermally conductive surface protruding or terminating with a housing surface, generally a metal plate (known as a heat slug), is extended on two opposite sides and led up over the housing surface to the side edges of the housing has been. Solder emerging from the side metal bars after the soldering process indicates a successful soldering process.
Erfindungsgemäß ist es möglich, wenigstens einen der abgefalzten Teilbereiche, genauer einen der Endbereiche, an einer der Gehäuseoberflächen um eine Seitenkante des Gehäuses so herauszuführen, daß dieser Abschnitt nach dem Aufsetzen des mikroelektronischen Bauteils auf eine Leiterplatte oder ähn- liches sichtbar ist. Nach dem Lötvorgang in diesem Bereich austretendes Lot zeigt einen erfolgreichen Lötvorgang an.According to the invention, it is possible to lead out at least one of the folded partial areas, more precisely one of the end areas, on one of the housing surfaces around a side edge of the housing such that this section is visible after the microelectronic component has been placed on a circuit board or the like. Solder emerging in this area after the soldering process indicates a successful soldering process.
Die Erfindung soll nun anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher er- läutert werden. Dabei zeigen:The invention will now be explained in more detail using some preferred exemplary embodiments with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anεchlußrahmens ;1 schematically shows a plan view of a preliminary stage of a connecting frame according to the invention;
Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil;2 schematically shows a cross section through a microelectronic component according to the invention;
Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch ein weite- res mikroelektronisches Bauteil;3 schematically shows a cross section through another microelectronic component;
Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anεchlußrahmens;4 schematically shows a plan view of a preliminary stage of a connecting frame according to the invention;
Fig. 5 schematisch eine Draufsicht auf eine weitere Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens ;5 schematically shows a plan view of a further preliminary stage of a lead frame according to the invention;
Fig. 6 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorstufe eines weiteren erfindungsgemäßen Anschlußrahmenε undFig. 6 schematically shows a plan view of a preliminary stage a further connection frame according to the invention and
Fig. 7 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil .7 schematically shows a cross section through a microelectronic component according to the invention.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens, in diesem Fall eines Anschlußrahmens vom sogenannten Dual-In-Line (DIL) -Typ. Der Vorläufer des An- εchlußrahmenε weist eine Insel 3 zur Aufnahme eines Halbleiterchips auf. Der Halbleiterchip ist im vorliegenden Fall nicht gezeigt, seine Lage im späteren mikroelektronischen Bauteil ist jedoch durch die gepunktete Linie auf der Insel angedeutet. Die Insel 3 ist an zwei Seiten von einer Vielzahl von Anschlußfingern 2 umgeben. Vor der Fertigstellung des mikroelektronischen Bauteils wird die Insel durch Inselaufhängungen 13 in einem Anschlußrahmen-Band gehalten. Auf der Insel 3 ist ein Insel-Teilbereich 5 angeordnet, der an zwei Seiten durch Trennlinien 11 begrenzt wird. Ein Teil der In- sel-Umfangslinie bildet eine weitere Begrenzung des Teilbereichs 5.1 shows a preliminary stage of a lead frame according to the invention, in this case a lead frame of the so-called dual-in-line (DIL) type. The forerunner of the connection frame has an island 3 for receiving a semiconductor chip. The semiconductor chip is not shown in the present case, but its position in the later microelectronic component is indicated by the dotted line on the island. The island 3 is surrounded on two sides by a large number of connecting fingers 2. Before the completion of the microelectronic component, the island is held in a lead frame band by island suspensions 13. An island subarea 5 is arranged on the island 3 and is delimited on two sides by dividing lines 11. A part of the island circumferential line forms a further boundary of the partial area 5.
Um aus der Anschlußrahmen-Vorstufe einen erfindungsgemäßen Anschlußrahmen zu erhalten, wird der Teilbereich 5 entlang der mit 6 bezeichneten Falzkanten aus der Ebene der Insel 3 herausgefalzt. Vorzugsweise wird so gefalzt, daß der Endbereich des Teilbereichs 5 nach dem Falzen parallel zur Inselebene verläuft. Nach dem Herausfalzen des Teilbereichs 5 wird ein Halbleiterchip auf an sich bekannte Weise auf dem Anschlußrahmen befestigt und mit den Anschlußfingern 2 kontaktiert. Anschließend können Anschlußrahmen und Halbleiterchip auf übliche Weise mit Kunstεtoff umhüllt werden. Fig. 2 zeigt schematisch und nicht maßstabsgerecht ein erfindungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil, welches einen erfindungsgemäßen Anschlußrahmen 1 umfaßt, der aus der Vorstufe gemäß Fig. 1 hergestellt worden ist. Der Teilbereich 5 ist dabei so aus der Insel 3 herausgefalzt, daß sein Endbereich 7 parallel zu Insel 3 und Halbleiterchip 4 verläuft, der mit Klebstoff 12 auf der Insel befestigt ist. Weiterhin wurde so gefalzt, daß ein Verbindungsbereich 8 zwischen den nicht umgefalzten Bereichen der Insel 3 und dem Endbereich 7 im we- sentlichen senkrecht zur Insel steht. Die vom Halbleiterchip 4 abgewandte Oberfläche des Endbereichs 7 liegt im gezeigten Fall in einer Ebene mit der Unterseite des Gehäuseε 9. Es ist allerdings auch möglich, den Verbindungsbereich 8 zu verlängern, so daß der Endbereich ganz oder teilweise über die Ge- häuseunterseite vorsteht. Der an der Gehäuseoberfläche freiliegende Endbereich 7 kann nun entweder mit einer Leiterplatte oder ähnlichem kontaktiert werden, auf der das mikroelektronische Bauteil befestigt werden soll, oder man befestigt an dem Endbereich 7 eine Wärmesenke. Alternativ ist es möglich, den Teilbereich 5 so abzufalzen, daß der Endbereich 7 an der Gehäuseoberseite zu liegen kommt oder über diese hinausragt. Der Halbleiterchip 4 ist dann unter dem Anschluß- rahmen befestigt. Auch in diesem Fall kann am Endbereich 7 eine Wärmesenke befestigt werden, um die im Gehäuse 9 ent- standene Verlustwärme nach außen abzuleiten.In order to obtain a leadframe according to the invention from the leadframe preliminary stage, the partial region 5 is folded out of the plane of the island 3 along the fold edges designated 6. It is preferably folded in such a way that the end region of the partial region 5 runs parallel to the island plane after the folding. After the section 5 has been folded out, a semiconductor chip is fastened to the lead frame in a manner known per se and contacted with the lead fingers 2. Subsequently, the lead frame and semiconductor chip can be coated with plastic in the usual way. FIG. 2 shows schematically and not to scale an inventive microelectronic component which comprises a lead frame 1 according to the invention, which has been produced from the preliminary stage according to FIG. 1. The partial area 5 is folded out of the island 3 in such a way that its end area 7 runs parallel to the island 3 and the semiconductor chip 4, which is fastened to the island with adhesive 12. Furthermore, the seam was folded in such a way that a connecting area 8 between the non-folded areas of the island 3 and the end area 7 is essentially perpendicular to the island. The surface of the end region 7 facing away from the semiconductor chip 4 lies in the plane shown with the underside of the housing 9. However, it is also possible to extend the connection region 8 so that the end region projects in whole or in part over the underside of the housing. The end region 7 exposed on the housing surface can either be contacted with a printed circuit board or the like on which the microelectronic component is to be fastened, or a heat sink can be fastened to the end region 7. Alternatively, it is possible to fold off the partial area 5 in such a way that the end area 7 comes to lie on the upper side of the housing or protrudes beyond it. The semiconductor chip 4 is then fastened under the lead frame. In this case too, a heat sink can be attached to the end region 7 in order to dissipate the heat loss generated in the housing 9 to the outside.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungεform eines erfindungsgemäßen mikroelektronischen Bauteils. Im Unterεchied zu dem in Fig. 2 beschriebenen Bauteil sind im vorliegenden Fall zwei Teilbereiche 5 vorhanden, die jeweils einen Verbindungsbereich 8 und einen Endbereich 7 aufweisen. Die beiden Teilbereiche sind auf unterschiedliche Weise gefalzt worden, um verschiedene mögliche Ausführungsformen zu erläutern. Während der in Fig. 3 links abgebildete Teilbereich erneut so gefalzt ist, daß der Verbindungsbereich 8 senkrecht zur Insel 3 steht, ist der rechte Teilbereich so gefalzt, daß der Verbindungsbereich 8 in einem Winkel ungleich 90° zur Insel 3 steht. Dies hat zur Folge, daß der Verbindungsbereich 8 verlängert ist, wodurch sich der Weg von Feuchtigkeit und Fremdionen, die entlang den Nahtstellen des abgefalzten Inselbereichs und dem Kunststoff des Gehäuses 9 zum Halbleiterchip 4 vordringen können, ebenfalls verlängert. Die Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen, die im Gehäuse zu Korrosion führen können, wird dadurch vermindert. Zweckmäßige Winkel, in denen der Teilbereich 5 mit seinem Verbindungsbereich 8 von der Inselebene abgefalzt werden kann, liegen beispielsweise im Bereich zwischen 30° und 60° bzw. 120° und 150°. Es wurde bereits eingangs erwähnt, daß der Weg, auf dem Verunreinigungen ins Innere deε Gehäuses 9 eindringen können, weiter dadurch verlängert werden kann, daß der Teilbereich 5 an mehr als zwei Falzkanten abgefalzt werden kann. In der Regel reicht es jedoch aus, den Teilbereich nur zweimal zu falzen .3 shows a further embodiment of a microelectronic component according to the invention. In contrast to the component described in FIG. 2, two partial areas 5 are present in the present case, each of which has a connecting area 8 and an end area 7. The two sections have been folded in different ways in order to explain different possible embodiments. 3 is folded again in such a way that the connecting area 8 is perpendicular to the island 3 stands, the right section is folded so that the connection area 8 is at an angle not equal to 90 ° to the island 3. This has the consequence that the connection area 8 is lengthened, whereby the path of moisture and foreign ions, which can penetrate along the seams of the folded island area and the plastic of the housing 9 to the semiconductor chip 4, is also lengthened. This reduces the risk of contamination entering the housing, which can lead to corrosion. Appropriate angles, in which the partial area 5 with its connecting area 8 can be folded from the island plane, are, for example, in the range between 30 ° and 60 ° or 120 ° and 150 °. It has already been mentioned at the beginning that the path on which contaminants can penetrate into the interior of the housing 9 can be further extended in that the portion 5 can be folded over on more than two folded edges. As a rule, however, it is sufficient to fold the section only twice.
Sind in einer Insel 3 mehrere Teilbereiche 5 vorhanden, werden diese vorzugsweise auf gleiche Weise abgefalzt, d.h. mit jeweils gleichem Winkel. Fig. 3 dient in dieser Hinsicht in erster Linie der Erläuterung der verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten .If several partial areas 5 are present in an island 3, these are preferably folded in the same way, i.e. with the same angle in each case. In this respect, FIG. 3 serves primarily to explain the various design options.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorstufe eines Anschlußrahmens, die zwei gleiche abzu- falzende Teilbereiche 5 aufweist. Es handelt sich um einen Anschlußrahmen für ein sogenanntes Quad Fiat Package (QFP) , bei dem die Insel 3 auf vier Seiten von Anschlußfingern 2 umgeben ist. Die spätere Lage des Halbleiterchips auf der Insel ist durch die mit 4 bezeichnete punktierte Umrißlinie angegeben. Mit 13 sind erneut die Inselaufhängungen, mit 9 die Umrißlinien des späteren Kunstεtoffgehäuses bezeichnet. An zwei an die Außenεeiten der Inεel 3 angrenzenden Bereichen sind abzufalzende Teilbereiche 5 angeordnet, die durch jeweils zwei Trennlinien 11 begrenzt werden. Mit 6 sind die Falzkanten bezeichnet, entlang denen die Teilbereiche aus der Ebene der Insel 3 herausgefalzt werden können.4 schematically shows a plan view of a preliminary stage of a lead frame according to the invention, which has two identical subregions 5 to be folded. It is a connection frame for a so-called Quad Fiat Package (QFP), in which the island 3 is surrounded on four sides by connection fingers 2. The later position of the semiconductor chip on the island is indicated by the dotted outline marked 4. The island suspensions are again designated by 13, and the contours of the later plastic housing are designated by 9. On two areas adjoining the outer sides of island 3 Folded sections 5 are arranged, which are delimited by two separating lines 11. The fold edges are designated by 6, along which the partial areas can be folded out of the plane of the island 3.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Anschlußrahmens kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die Insel 3 im Bereich der mit 11 bezeichneten Linien durchtrennt wird. Dies kann beispielsweise durch Stanzen oder mit Hilfe eines Lasers geschehen. Dadurch entstehen Teilbereiche 5, die nur noch an der mit 6' bezeichneten ersten Falzkante mit der Insel 3 verbunden sind. Auf diese Weise wird eine Vorstufe des erfindungsgemäßen Anschlußrahmens erhalten, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist . Der Anschlußrahmen selbst kann aus der Vorstufe hergestellt werden, indem der Teilbereich entlang der ersten Falzkante 6 ' und wenigstens einer weiteren Falzkante, die im vorliegenden Fall mit 6" bezeichnet ist, umgefalzt wird.To produce the lead frame according to the invention, for example, the procedure can be such that the island 3 is severed in the region of the lines denoted by 11. This can be done, for example, by punching or using a laser. This results in subareas 5 which are only connected to the island 3 at the first fold edge designated 6 '. In this way, a preliminary stage of the lead frame according to the invention is obtained, which is also the subject of the invention. The lead frame itself can be produced from the preliminary stage by folding over the partial area along the first folded edge 6 'and at least one further folded edge, which in the present case is designated 6 ".
Ein erfindungsgemäßes mikroelektronisches Bauteil, welches den in Fig. 4 abgebildeten erfindungsgemäßen Anschlußrahmen aufweist, könnte beispielsweise so aussehen, wie das in Fig. 3 gezeigte, wobei diese Abbildung einem Schnitt durch das Bauteil im Bereich der abgefalzten Teilbereiche entspricht. Wie bereits erwähnt, ist es jedoch bevorzugt, die Teilbereiche 5 in jeweils gleichem Winkel zur Insel zu falzen.A microelectronic component according to the invention, which has the leadframe according to the invention shown in FIG. 4, could for example look like that shown in FIG. 3, this illustration corresponding to a section through the component in the region of the folded-down partial regions. As already mentioned, however, it is preferred to fold the partial areas 5 at the same angle to the island.
Fig. 5 zeigt eine weitere Vorstufe eines erfindungsgemäßen Anschlußrahmens, der sich von demjenigen in Fig. 4 vor allem dadurch unterscheidet, daß auf der Insel 3 sechε Teilbereiche 5 angeordnet sind. Weiter sind diese Teilbereiche so auf der Insel angeordnet, daß ein umlaufender Randbereich der Insel erhalten bleibt, der den Anschlußfingern 2 benachbart ist. Auf diese Weise ist es möglich, vom gesamten Randbereich der Insel Wärme auf dem üblichen Weg in die Anschlußfinger abzu- leiten. Dieser Weg der Wärmeableitung wird im gezeigten Fall noch dadurch verbessert, daß der Rand der Insel 3 in möglichst geringem Bbstand zu den Anschlußfingern geführt wird, die Außenkontur der Insel 3 also dem Verlauf der Anschlußfin- ger 2 folgt .FIG. 5 shows a further preliminary stage of a lead frame according to the invention, which differs from that in FIG. 4 primarily in that six partial areas 5 are arranged on the island 3. Furthermore, these partial areas are arranged on the island in such a way that a peripheral edge area of the island which is adjacent to the connecting fingers 2 is retained. In this way it is possible to dissipate heat from the entire edge of the island in the usual way into the connecting fingers conduct. This way of heat dissipation is further improved in the case shown by the fact that the edge of the island 3 is guided to the connecting fingers at the smallest possible spacing, that is to say the outer contour of the island 3 follows the course of the connecting finger 2.
Prinzipiell erfolgen die Herstellung der Teilbereiche 5 und das Abfalzen auf die bereits beschriebene Weise. Der anhand von Fig. 5 erläuterte Anschlußrahmen hat jedoch den Vorteil, daß die Insel 3 eine Auflagefläche für Halbleiterchips unterschiedlichster Größe bietet. Es ist beispielsweise möglich, sehr kleine Chips in der Mitte der Insel 3 anzuordnen und entsprechend beispielsweise nur die beiden im Zentrum der Insel 3 gelegenen Teilbereiche 5 abzufalzen. Bei Verwendung größerer Halbleiterchips können, falls erforderlich, zusätzliche Teilbereiche abgefalzt werden, so daß eine hinreichende Wärmeablei ung aus dem Gehäuse 9 gewährleistet ist. Bei sehr großen Halbleiterchips, die die Inselfläche 3 im weεentlichen ausfüllen, können beispielsweise sämtliche Teilbereiche abge- falzt werden. Es sind jedoch sämtliche Varianten vom Abfalzen nur eines Teilbereichs bis hin zum Abfalzen von fünf oder sechs Teilbereichen denkbar.In principle, the partial regions 5 are produced and folded in the manner already described. The lead frame explained with reference to FIG. 5 has the advantage, however, that the island 3 offers a support surface for semiconductor chips of various sizes. For example, it is possible to arrange very small chips in the middle of the island 3 and, accordingly, to fold only the two partial areas 5 located in the center of the island 3. If larger semiconductor chips are used, additional subregions can be folded, if necessary, so that sufficient heat dissipation from the housing 9 is ensured. In the case of very large semiconductor chips, which essentially fill the island surface 3, all subregions can be crimped, for example. However, all variants are conceivable, from folding only one partial area to folding five or six partial areas.
Die Ausgestaltung der Insel 3 bietet weiterhin die Möglich- keit, die Halbleiterchips in verschiedenen Positionen auf die Insel aufzubringen. So kann ein Halbleiterchip beispielsweise mit seinen Seitenkanten parallel zu den Längskanten der langen Teilbereiche 5 auf die Insel 3 aufgesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch, den Halbleiterchip um beispielsweise 45° verdreht aufzusetzen. Auch nach dem Abfalzen der langen Teilbereiche 5 bietet dann der bestehengebliebene Randbereich der Insel 3 noch hinreichend Auflagefläche für die Ecken eines Halbleiterchips. Der in Fig. 5 erläuterte Anschlußrahmen besitzt also den Vorteil, daß er auf vielfältige Weise an un- terschiedliche Halbleiterchips, die unterschiedlich hohe Verlustwärmen erzeugen, gezielt angepaßt werden kann.The design of the island 3 also offers the possibility of applying the semiconductor chips to the island in different positions. For example, a semiconductor chip can be placed on the island 3 with its side edges parallel to the longitudinal edges of the long partial regions 5. However, it is also conceivable to mount the semiconductor chip rotated by 45 °, for example. Even after the long partial areas 5 have been folded off, the remaining edge area of the island 3 still offers sufficient contact surface for the corners of a semiconductor chip. The lead frame explained in FIG. 5 therefore has the advantage that it can be Different semiconductor chips that generate different levels of heat loss can be specifically adjusted.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich insbeson- dere für Dual-In-Line (DIL) -Bausteine eignet. Der prinzipielle Aufbau des Anschlußrahmens bzw. dessen Vorstufe entspricht dem in Fig. 1 gezeigten. Im Unterschied dazu werden die abzu- falzenden Teilbereiche im vorliegenden Fall jedoch von Stegen 10 gebildet, die über die Stirnseiten der Insel 3 herausste- hen. Diese Stege 10 können beispielsweise den in Fig. 1 mit 13 bezeichneten Inselaufhangungen entsprechen oder als verbreiterte Inselaufhängungen ausgebildet sein. Die Breite der Stege 10 kann beispielsweise wenigstens 40 % der Seitenkanten der Insel entsprechen, an denen sie angeordnet sind. In die- sem Fall iεt eine hinreichende Wärmeabfuhr gewährleistet. Erfindungsgemäß werden die Stege 10 entlang zweier Falzkanten abgefalzt, und zwar so, daß ein Endbereich 7 des Stegs in einer anderen Ebene liegt als die Anschlußfinger 2 und die Insel 3. Diese Endbereiche 7 schließen, nachdem der Anschluß- rahmen mit Kunststoff umhüllt wurde, vorzugsweise mit einer der Gehäuseoberflächen ab oder stehen über das Gehäuse vor.6 shows a further embodiment, which is particularly suitable for dual in-line (DIL) modules. The basic structure of the lead frame or its preliminary stage corresponds to that shown in FIG. 1. In contrast to this, in the present case the partial areas to be rebated are formed by webs 10 which protrude beyond the end faces of the island 3. These webs 10 can, for example, correspond to the island suspensions designated by 13 in FIG. 1 or be designed as widened island suspensions. The width of the webs 10 can, for example, correspond to at least 40% of the side edges of the island on which they are arranged. In this case, sufficient heat dissipation is guaranteed. According to the invention, the webs 10 are rebated along two fold edges, in such a way that an end region 7 of the web lies in a different plane than the connecting fingers 2 and the island 3. These end regions 7 preferably close after the connecting frame has been coated with plastic with one of the housing surfaces or protrude above the housing.
In Fig. 7 sind zwei unterschiedliche Arten erläutert, auf die die Stege 10 gefalzt werden können. Fig. 7 zeigt einen Längs- schnitt durch einen aus der in Fig. 6 gezeigten Vorstufe hergestellten Anschlußrahmen 1 nach der Montage eines Halbleiterchips 4 und der Herstellung eines Gehäuses 9 aus Kunststoff. Der im rechten Teil der Abbildung gezeigte Steg wurde U-för- mig umgefalzt, so daß der Endbereich 7 teilweise wieder im Bereich des Gehäuses 9 zu liegen kommt.In Fig. 7 two different ways are explained in which the webs 10 can be folded. FIG. 7 shows a longitudinal section through a lead frame 1 produced from the preliminary stage shown in FIG. 6 after the assembly of a semiconductor chip 4 and the production of a housing 9 from plastic. The web shown in the right part of the figure was folded in a U shape, so that the end region 7 partly comes to rest again in the region of the housing 9.
Dagegen wurde der im linken Teil der Figur abgebildete Steg 10 aus dem Gehäuse 9 herausgeführt, und der Endbereich 7 liegt außerhalb des Gehäuseε . Auf welche Weise der Steg 10 umgefalzt wird, richtet sich beispielsweise nach der später beabsichtigten Verwendung des erfindungεgemäßen Bauteils. Fig. 7 dient hier erneut vor allem der Erläuterung der unterschiedlichen Falzmöglichkeiten. Vorzugsweise werden erneut mehrere Stege 10 auf gleiche Weise gefalzt, so daß symmetrische Strukturen entstehen.In contrast, the web 10 shown in the left part of the figure was led out of the housing 9, and the end region 7 lies outside the housing. The way in which the web 10 is folded over depends, for example, on the later intended use of the component according to the invention. FIG. 7 again serves above all to explain the different folding options. Preferably, a plurality of webs 10 are again folded in the same way, so that symmetrical structures arise.
Die erfindungsgemäßen Anschlußrahmen sind auf einfache Weise unter Verwendung herkömmlicher Verfahrensschritte und ohne Hinzufügen weiterer Bestandteile zum Anschlußrahmen herzustellen. Sie ermöglichen die Abfuhr von Verlustwärme auf besonders effektive Weise. Zudem können sie den Bimaterialef- fekt reduzieren, so daß eine Aufwölbung selbst sehr dünnerThe lead frames according to the invention can be produced in a simple manner using conventional method steps and without adding further components to the lead frame. They enable heat loss to be dissipated in a particularly effective manner. In addition, they can reduce the bimaterial effect, so that bulging itself is very thin
Gehäuse unter einen tolerierbaren Wert von ca. 30 μm erreicht wird. Housing below a tolerable value of approx. 30 μm is reached.

Claims

Patentansprüche claims
1.Anschlußrahmen (1) für ein mikroelektronisches Bauteil, welcher eine Vielzahl von Anschlußfingern (2) und eine1. Connection frame (1) for a microelectronic component, which has a plurality of connection fingers (2) and one
Insel (3) zur Befestigung eines Halbleiterchips (4) umfaßt, wobei wenigstens ein Teilbereich (5) der Insel (3) entlang wenigstens zweier Falzkanten (6) aus der Ebene der Insel (3) herausgefalzt ist und ein Endbereich (7) der Stege (10) so abgefalzt ist, daß er nach dem Umhüllen mit einemIsland (3) for fastening a semiconductor chip (4), wherein at least a partial area (5) of the island (3) is folded out along at least two fold edges (6) from the plane of the island (3) and an end area (7) of the webs (10) is folded so that after wrapping it with a
Gehäuse (9) aus Kunststoff außerhalb des Gehäuses (9) im wesentlichen parallel zu einer der Gehäuseoberflächen verläuft und entweder in einer Ebene mit der Gehäuseoberfläche oder über diese vorstehend angeordnet ist.Housing (9) made of plastic outside the housing (9) runs essentially parallel to one of the housing surfaces and is either arranged in a plane with the housing surface or above it.
2. Anschlußrahmen gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so gefalzt iεt, daß ein Endbereich (7) im wesentlichen parallel zur Insel (3) verläuft .2. Connection frame according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the at least one partial area (5) is folded so that an end area (7) runs essentially parallel to the island (3).
3. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er einen abgefalzten Teilbereich (5) umfaßt.3. Connection frame according to one of claims 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it comprises a folded portion (5).
4. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er zwei bis sechs abgefalzte Teilbereiche (5) umfaßt.4. Connection frame according to one of claims 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it comprises two to six folded sections (5).
5. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Teilbereich (5) der Insel (3) entlang zweier Falzkanten (6) abgefalzt ist. 5. Connection frame according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one partial area (5) of the island (3) is folded along two folded edges (6).
6. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Endbereich (7) und Insel (3) verbindender Verbindungsbereich (8) in einem Winkel von 90° zur Insel (3) abge- falzt ist.6. Connection frame according to one of claims 1 to 5, so that a connection area (8) connecting an end area (7) and island (3) is crimped at an angle of 90 ° to the island (3).
7. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Endbereich (7) und Insel (3) verbindender Verbin- dungεbereich (8) in einem Winkel ungleich 90°, beispielsweise von 30° bis 60° bzw. 120° bis 150°, zur Insel (3) abgefalzt iεt .7. Connection frame according to one of claims 1 to 5, characterized in that an end region (7) and island (3) connecting connection area (8) at an angle unequal 90 °, for example from 30 ° to 60 ° or 120 ° to 150 °, folded to the island (3).
8. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so angeordnet ist, daß in einem den Anschlußfingern (2) benachbarten Bereich der Insel (3) ein Insel-Randbereich erhalten bleibt.8. Connection frame according to one of claims 1 to 7, so that the at least one partial area (5) is arranged in such a way that an island edge area is preserved in an area of the island (3) adjacent to the connecting fingers (2).
9. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der äußere Rand der Insel (3) in möglichst geringem Abstand zu den Anschlußfingern (2) geführt wird.9. Connection frame according to one of claims 1 to 8, so that the outer edge of the island (3) is guided as close as possible to the connection fingers (2).
10. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Teilbereich (5) so ausgestaltet ist, daß sein Endbereich (7) nach dem Umhüllen mit einem Gehäuse (9) aus Kunststoff mit einer der Gehäuseoberflächen ab- schließt oder über diese vorsteht.10. Connection frame according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one partial area (5) is designed such that its end area (7) closes with a housing (9) made of plastic with one of the housing surfaces or protrudes over this.
11. .Anschlußrahmen, insbesondere Anschlußrahmen für Dual-InLine (DIL) -Bauteile, gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Teilbereich (5) ein über eine der11.. Connection frame, in particular connection frame for dual inline (DIL) components, according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the at least one partial area (5) over one of the
Seitenkanten der Insel (3) heraus verlängerter Steg (10) ist, welcher so gefalzt ist, daß sein Endbereich (7) in einer anderen Ebene liegt als die Anschlußfinger (2) und die Insel (3) .The side edges of the island (3) are extended web (10), which is folded so that its end region (7) lies in a different plane than the connecting fingers (2) and the island (3).
12. Anschlußrahmen gemäß Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei verlängerte Stege (10) an beiden Stirnseiten der In- sei (3) angeordnet sind.12. Connection frame according to claim 10, so that two elongated webs (10) are arranged on both end faces of the interior (3).
13. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stege (10) eine Breite aufweisen, die wenigstens 40 % der Breite der Seitenkanten der Insel (3), an denen sie angeordnet sind, entspricht.13. Connection frame according to one of claims 10 or 11, so that the webs (10) have a width which corresponds to at least 40% of the width of the side edges of the island (3) on which they are arranged.
14. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Endbereich (7) der Stege (10) so abgefalzt ist, daß er nach dem Umhüllen mit einem Gehäuse (9) aus Kunεtstoff mit einer der Gehäuseoberflächen abschließt oder über diese vorsteht .14. Connection frame according to one of claims 11 to 13, characterized in that an end region (7) of the webs (10) is folded so that it closes with a housing (9) made of plastic with one of the housing surfaces or protrudes therefrom .
15. Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Endbereiche (7) als Lötkontrolle dienen.15. Connection frame according to one of claims 1 to 15, so that the end regions (7) serve as a soldering control.
16. Verfahren zum Herstellen eines Anschlußrahmenε gemäß ei- nem der Ansprüche 1 bis 10, g e k e n n z e i c h n e t durch die Schritte: Erzeugen von Trennlinien (11) in der Insel (3) entlang den Umrißlinien des Insel-Teilbereichs (5) unter Belassen einer ersten Falzkante (61) und Umfalzen des Teilbereichs entlang der ersten Falzkante (6') und wenigstens einer weiteren Falzkante (6"), so daß ein Endbereich (7) und ein Verbindungsbereich (8) gebildet werden.16. A method for producing a connection frame according to one of claims 1 to 10, characterized by the steps: generating dividing lines (11) in the island (3) along the outline of the island partial area (5) while leaving a first fold edge ( 6 1 ) and folding over the partial area along the first fold edge (6 ') and at least one further fold edge (6 "), so that an end region (7) and a connecting region (8) are formed.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trennlinien (11) eingestanzt, geätzt oder mit einem17. The method according to claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the separating lines (11) punched, etched or with a
Laser erzeugt werden.Lasers are generated.
18. Anschlußrahmen mit nicht umgefalzten Insel-Teilbereichen , erhältlich nach Schritt a) des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18.18. Connection frame with non-folded island sections, obtainable after step a) of the method according to one of claims 17 or 18.
19. Mikroelektronisches Bauteil, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es einen Anschlußrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 umfaßt. 19. A microelectronic component, so that it comprises a lead frame according to one of claims 1 to 16.
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