DE19717780A1 - Leiterrahmen für eine Halbleiterkomponente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen für eine Halbleiter­ komponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gegenwärtig verfügbare hochgeschwinde, mit hoher Dichte inte­ grierte Halbleiterkomponenten können erhebliche Mengen an Wärme erzeu­ gen. Diese Wärme muß nach außen abgeführt werden, weil die Versagensme­ chanismen von Halbleitern gewöhnlich durch höhere Temperaturen begün­ stigt werden. Aus diesem Grunde muß, um Probleme bezüglich Zuverläßlich­ keit und Leistungsfähigkeit zu vermeiden, die Temperatur integrierter Halbleiterchips innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden.

Bei der Konfektionierung von Halbleiterkomponenten verwendet man Leiterrahmen der eingangs genannten Art mit einem Skelett, das die Form eines Leiterrahmenstreifens haben oder auch von einer Bobine ab- und auf eine zweite Bobine aufgewickelt werden kann, während zwischenge­ schaltete Arbeitsvorgänge automatisch ablaufen.

Bekannte Leiterrahmen besitzen quadratische Chipbondinseln, die in Ausnahmefällen auch rechteckig sein können und über vier, sich von den Ecken der Chipbondinsel erstreckende Verbinder mit dem Skelett verbinden. Je nach Chipkonfiguration kann die Anzahl der Leiter sehr hoch sein, beispielsweise 160, von denen je vierzig an jeder Seite der Chipbondinsel in geringem Abstand enden. Querverbinder können vorgesehen sein, die während der Bearbeitung den Zusammenhalt der Leiter sicher­ stellen, jedoch vor Beendigung des Packvorgangs abgetrennt werden.

Bei Kunststoffgehäusen wird der Halbleiterchip auf der Chip­ bondinsel befestigt, mit den inneren Enden der einzelnen Leiter des Lei­ terrahmens drahtgebondet und in Kunststoffvergußmasse eingekapselt. We­ gen der oben erwähnten Temperaturprobleme kann unter dem Chip ein Wärme­ verteiler angeordnet werden, der ebenso wie die Leiter aus Kupfer be­ steht, um die Wärmeabfuhr zu begünstigen. Dieser Wärmeverteiler erhöht die Fertigungskosten und kann auch Verläßlichkeitsprobleme aufwerfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leiterrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem insbesondere bei hoher Anschlußzahl die Wärmeabfuhr ohne separaten Wärmeverteiler erreicht wird.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 gelöst.

Da die Wärmeabfuhr aus dem Chip in die Chipbondinsel, von dort durch die Vergußmasse, die den Spalt zwischen der Chipbondinsel und den inneren Enden der Leiter füllt, und schließlich durch die Leiter nach außen erfolgt, wird trotz der niedrigen thermischen Leitfähigkeit der Vergußmasse in deren Bereich im Spalt zwischen der Chipbondinsel und den inneren Enden der Leiter aufgrund der besonderen Umrißform der Chipbond­ insel, die erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß dieser Spalt auf die gegenwärtig technisch notwendigen 0,25 mm begrenzt wird, eine ausrei­ chende Wärmeabfuhr ohne separaten Wärmeverteiler gewährleistet. Diese Spaltgröße kann sogar unterschritten werden, wenn die Chipbondinsel nach unten versetzt wird. Dann ist nach einem Versetzen des Metalls zwischen der Chipbondinsel und den inneren Enden der Leiter der Spalt in der Ebe­ ne der Leiter nahezu null, während der Spalt in Dickenrichtung nur von der Genauigkeit abhängt, mit der der Schervorgang ausgeführt wird. Ein Abwärtsversatz der Chipbondinsel um 1,25 mm führt zu einer thermischen Verbesserung von etwa 10% bei Komponenten mit einer hohen Anzahl von Leitern. In einigen Fällen, beispielsweise beim T0220-System, bei dem Leiter dann nur auf einer Seite einer abwärts versetzten Chipbondinsel vorliegen, kann der Versatz auf etwa 0,25 mm herabgesetzt werden, um ei­ ne 25%ige Wärmeabfuhrverbesserung zu erzielen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. 1 bzw. 2 in Draufsicht dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Leiterrahmen 100 mit einem Skelett 102, das eine Chipbondinsel 104 über Verbinder 106 abstützt, die an dem Leiter­ rahmenskelett 102 angebracht sind. Die Chipbondinsel ist nicht quadra­ tisch, das heißt, sie hat keine klassische vierseitige Form, die gestri­ chelt angedeutet ist, sondern weist nach außen gewölbte Ränder derart auf, daß der Abstand zu den benachbarten Leiterenden im wesentlichen überall gleich ist. Der Rest des Leiterrahmens ist konventionell, das heißt der Leiterrahmen 100 umfaßt eine Vielzahl von Leitern, von denen die äußeren Enden mit dem Skelett 102 verbunden sind und sich die inne­ ren Enden benachbart zum Rand der Chipbondinsel 104, jedoch im Abstand zu diesem, befinden. Infolge der besonderen Form der Chipbondinsel 104 ist der Spalt zwischen dem Rand der Chipbondinsel 104 und den inneren Leiterenden erheblich verringert, womit der Wärmeübergangspfad durch die Vergußmasse der fertiggestellten Komponente verkürzt wird. Hier wird der Standardabstand von 0,25 mm beibehalten.

Bei dem breiteren Spalt zwischen den inneren Enden der Leiter und der Chipbondinsel 104 mit der gestrichelt eingezeichneten Kontur nach dem Stand der Technik konnte sich in diesem eine starke Brücke zwi­ schen der oberseitigen und der unterseitigen Vergußmasse bilden, die bei der Kontur der Chipbondinsel von Fig. 1 entsprechend schmaler ausfällt.

Deshalb ist es, wie in Fig. 2 gezeigt, bevorzugt, die Chipbondinsel 104 nahe ihrem Rand mit Durchbrechungen zu versehen, durch die hindurch sich solche Vergußmassenbrücken bilden können.

Claims (6)

1. Leiterrahmen (100) für eine Halbleiterkomponente mit einem Skelett (102), auf dem eine Chipbondinsel (104) über mindestens einen Verbinder (106) mit dem Skelett (102) verbunden, das mit einer Vielzahl Leitern versehen ist, deren äußere Enden mit dem Skelett (102) verbunden sind und deren innere Enden einen geringen Abstand zur Chipbondinsel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipbondinsel einen von der Rechteckform abweichenden Umriß aufweist.

2. Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Leiter einen im wesentlichen gleichmäßigen Abstand zur Chipbondinsel (104) besitzen.

3. Leiterrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jedes Leiters von der Chipbondinsel (104) einen Ab­ stand im Bereich von etwa 0,1 bis 0,25 mm aufweist.

4. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das innere Ende jedes Leiters von der Chipbondinsel (104) einen Abstand von weniger als etwa 0,10 mm aufweist und die Chip­ bondinsel (104) in einer zur Ebene der Leiter versetzten Ebene angeord­ net ist.

5. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Chipbondinsel (104) benachbart zu ihrem Rand Durchbrechungen aufweist.

6. Leiterrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchbrechungen nahe der Peripherie des Chipbond­ insels vorgesehen sind.