DE2952493A1 - Verfahren zur herstellung von halbleitergehaeusen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von halbleitergehaeusen

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Keiji Hazama
Yo Maeda
Shinichi Ohta
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum hermetisch dichten Verpacken von Halbleiteranordnungen, wie z.B. Dioden und Transistoren sowie integrierten Halbleiterschaltungen, wobei nachstehend Halbleiteranordnungen und integrierte Schaltungen der Einfachheit halber als Halbleiter bezeichnet werden, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Verpackungen oder Gehäusen, wie z.B. flachen Gehäusen und Dual-in-line-Gehäusen, indem man eine Leiterplatte, auf der Halbleiter angeordnet sind, zwischen zwei vorher geformten thermoplastischen Formteilen anbringt, von denen mindestens eines einen Hohlraum zur Halterung der Halbleiter besitzt, und sie dann in einem Körper verschließt oder einsiegelt.
Bislang ist als Verfahren zum Einschließen von Halbleitern das Verpacken durch hermetisches Verschließen mit Metall, Keramik oder Glas und das Verpacken mit Kunststoff bekannt, und in den letzten Jahren sind kostengünstige Kunststoffverpackungen zu einem Großteil eingesetzt worden, und zwar wegen der zunehmenden Zuverlässigkeit aufgrund der technischen Fortschritte beim Schützen der Chips.
Die Kunststoffgehäuse, die derzeit in der Praxis zur Anwendung gelangen, werden entsprechend ihrem Herstellungsverfahren in zwei Arten eingeteilt, nämlich in die durch Spritzpressen (transfer molding) und durch Gießen (casting) hergestellten Gehäuse. Insbesondere sind in großem Umfang Kunststoffgehäuse verwendet worden, die durch Spritzgießen oder Spritzpressen unter Verwendung eines Epoxyharzes hergestellt worden sind, das ausgezeichnete Eigenschaften besitzt, wie z.B. ein dichtes Anhaften an Metallen, Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit sowie elektrische und mechanische Eigenschaften.
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2952-V33
Wie in Fig. 1 dargestellt, die im Schnitt ein Gehäuse gemäß einem herkömmlichen Formverfahren zur Verpackung von Halbleitern zeigt, wird bei einem derartigen Formverfahren ein Halbleiterchip 2 auf einem Element 1 an Leitungen 4 einer Leitungsplatte 5 mit Metalldrähten 3, z.B. aus Gold oder Aluminium, angeschlossen, wobei die Leitungsplatte 5 zwischen einer oberen Form 6 und einer unteren Form 7 angeordnet ist und ein formbares Harzmaterial in einen Hohlraum 8 durch einen Eingußkanal, eine Gießrinne und ein Einlaufteil einer nicht dargestellten Spritzpreßmaschine oder Spritzgießmaschine eingefüllt und geformt wird.
Ein derartiges Formverfahren hat den Nachteil, daß eine Lücke zwischen den Formteilen und der Leitungsplatte gebildet wird, und zwar aufgrund von Ungleichmäßigkeiten der Dicke der Leitungsplatte, der Genauigkeit des Formverfahrens sowie von Abrieb und Dimensionsabweichungen der Formteile bei der Benutzung, und in diesem und um dieses Teil wird oft ein Grat gebildet. Da ein derartiger Grat auf den Leitungen zu einem schlechten Kontakt zwischen den Leitungen und einer Fassung führt und einen Lötvorgang behindert, ist ein Entgraten erforderlich. Das Formverfahren hat den weiteren Nachteil, daß es in einigen Fällen eine Auswirkung auf die Zuverlässigkeit der Halbleiterfunktionen ausübt, da der Chip sich aufgrund des direkten Kontaktes mit dem Harzmaterial in einem Zustand hoher Temperatur und hohen Druckes befindet .
Zur Beseitigung dieser Nachteile bei Formverfahren ist ein Verfahren bekannt geworden, wie es in der JP-OS 77669/1977 beschrieben ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, die einen Schnitt eines Gehäuses zeigt, wird bei diesem Verfahren eine Leitungsplatte 5 ohne Halbleitern darauf zwischen einem Kunststoffgehäuse 11 mit einem Öffnungsteil 9 und einer zu schweißenden Rippe 10, die vorher aus einem thermoplastischen Harz geformt worden sind, und einem Kunststoffgehäuse 12 mit einem Bodenteil angeordnet, wobei die Gehäuse durch Ultraschall- oder Hochfrequenz-Schweißen zu einem Körper verbunden werden und ein nicht dargestellter Halbleiterchip dann durch das Öffnungsteil 9 des Gehäuses 11 eingesetzt wird.
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2952A93
Dieses Verfahren hat jedoch die folgenden Nachteile: Es ist erforderlich, den Chip innerhalb des Gehäuses durch das Öffnungsteil 9 des Gehäuseteiles 11 anzubringen und dann die Schaltung der Halbleiter mittels Metalldrähten mit den Leitungen zu verbinden, und daher läßt sich die Verdrahtungsoperation oft nur mit Schwierigkeiten durchführen, da das Kunststoffgehäuse den Vorgang behindert. Auch wenn diese Operation reibungslos durchgeführt wird, ist ein weiterer Schritt zum hermetischen Verschließen des Öffnungsteiles 9 des Gehäuseteiles 11 mit einer weiteren Abdeckung oder einem Harzmaterial erforderlich, und darüber hinaus tritt ein Problem hinsichtlich der Zuverlässigkeit des hermetischen Verschließens auf, da zwei Teile zu verbinden sind, d.h. das Teil zwischen den Gehäuseteilen und den Leitungen und das Teil zwischen dem Gehäuseteil und der Abdekkung oder zwischen dem Chip und dem Harzmaterial.
Um diese Nachteile auszuräumen, ist auch bereits das nachstehend beschriebene Verfahren zum Verpacken von Halbleitern bekannt geworden. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse, das mit einem derartigen herkömmlichen Verfahren hergestellt worden ist. Zwei vorgeformte thermoplastische Formteile 13 und 13', von denen wenigstens eines einen Hohlraum zur Halterung von Halbleitern besitzt und zwischen denen eine Leitungsplatte 5 mit nicht dargestellten Halbleitern angeordnet ist, werden zwischen einer Befestigung 14 und einem Ultraschall-Schwingungsschalltrichter 15 angeordnet, und die Ultraschallschwingung wird den thermoplastischen Formteilen 13 und 13s erteilt, um das durch die Schwingungsreibung geschmolzene Harz zwischen die thermoplastischen Formteile 13 und 13' und die Leitungsplatte 5 in die Leitungslücken 16 der Leitungsplatte fließen zu lassen.
Dieses Verfahren hat ebenfalls Nachteile wie nachstehend angegeben. Das bedeutet, daß im Falle der Berührungsreibung zwischen einer flachen Verbindungsfläche des Formteiles und der Leitungsplatte der Kontaktbereich relativ groß ist und damit eine große Ebergie zum Schmelzen des Harzes erforderlich ist. Wenn dementsprechend die Ultraschall-Schwingungszeit auf einen konstanten Wert eingestellt wird, so muß die Amplitude des Schalltrichters
030028/08 3?
erhöht werden, und wenn andererseits die Amplitude konstant gehalten wird, ist die Vibration für ein langes Zeitintervall erforderlich. Dies kann gravierende Probleme hinsichtlich der hermetischen Einsiegelung hervorrufen, und zwar wegen des Einschließens von Luft in das geschmolzene Harz während der Schwingung, welche die Verbindung porös macht; weiterhin können Probleme hinsichtlich der Deformation und des Bruches der komplizierten Leitungen und Bonding-Drähte auftreten, und zwar wegen der Erhöhung der Amplitude der Ultraschallschwingung oder der Zunahme der Schwingungszeit.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Verpacken von Halbleitern angegeben, bei dem eine Leitungsplatte, auf der Halbleiter montiert sind, zwischen zwei thermoplastischen Formteilen angeordnet wird, von denen mindestens eines einen Hohlraum zur Halterung der Halbleiter besitzt, und bei dem die thermoplastischen Formteile unter Druck und Hitze miteinander verbunden werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei thermoplastische Formteile verwendet werden, von denen mindestens eines eine zu verbindende unebene Oberfläche besitzt; daß die Unebenheit auf mindestens einem Teil der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum des thermoplastischen Formteiles mit einem Hohlraum gebildeten Seitenwände oder auf mindestens einem Teil der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Hohlraumes ohne Hohlraum an der Stelle vorgesehen wird, die der zu verbindenden Oberfläche der Seitenwände entspricht, die um den Hohlraum des mit dem Hohlraum versehenen thermoplastischen Formteiles gebildet sind; und daß die Leitungsplatte zwischen die zu verbindenden Oberflächen der beiden thermoplastischen Formteile eingesetzt und diese in dem Zustand verbunden werden, daß eine vor dem Verbinden von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche gebildete Lücke teilweise erhalten bleibt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Nachteile der herkömmlichen Verfahren auszuräumen, und es können hermetisch dicht eingesiegelte Gehäuse mit erhöhter Zuverlässigkeit der Halbleiterfunktionen mit vereinfachten Herstellungsschritten hergestellt werden.
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2952A93
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1, 2 und 3 Schnitte von Gehäusen zur Erläuterung von
herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Halbleitergehäusen;
Fig. 4 bis 10 Darstellungen zur Erläuterung verschiedener
Ausführungsformen gemäß der Erfindung, insbesondere in
Fig. 4 einen Schnitt zur Erläuterung öe?.> Zustande
bei Beginn der Verbindung;
Fig. 5 A eine Draufsicht eines thermoplastischen Formteils zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig 5 B einen Schnitt längs der Linie T-I der Fig. 5 A;
Fig. 5 C einen Schnitt längs der Linie If II der
Fig. 5 A;
Fig. 6 A eine perspektivische Darstellung eines thermoplastischen Formteiles zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 6 B einen Schnitt längs der Linie ΠΙ-Π; der
Fig. 6 A;
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt zur
Erläuterung des Zustandes im Lauie der Verbindung;
Fig. 8 eine Draufsicht des Gehäuses einschließlich
einer Leitungsplatte;
Fig. 9 A einen Schnitt eines herkömmlichen thermoplastischen Formteils;
030028/0832
2952433
Fig. 9 B eine Draufsicht des in Fig. 9 A dargestellten thermoplastischen Formteils;
Fig. 10 einen Schnitt zur Erläuterung des Zustands bei Beginn der Verbindung;
Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines mit dem erfindungsgeaäßen Verfahren hergestellten Halbleiter-Gehäuses;
Fig. 12 A
und 12 B einen Schnitt bzw. eine Draufsicht zur Erläuterung von Form und Größe des in Beispiel 1 verwendeten thermoplastischen Formteils;
Fig. 13 A
und 13 B einen Schnitt und eine Draufsicht zur Erläuterung von Form und Größe des in Beispiel 2 verwendeten thermoplastischen Formteils;
Fig. 14 A eine Draufsicht zur Erläuterung von Form und Größe eines in Beispiel 3 verwendeten thermoplastischen Formteils;
Fig. 14 B
und 14 C einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 14 A bzw. einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 14 A zur Erläuterung von Form und Größe eines in Beispiel 3 verwendeten thermoplastischen Formteils;
und in
Fig. 15 A
und 15 B eine Draufsicht bzw. einen Schnitt zur Erläuterung von Form und Größe eines in Beispiel 4 verwendeten thermoplastischen Formteils.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die einzelnen Darstellungen in der Zeichnung erläutert. Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 hat mindestens eines der beiden vorgeformten thermoplastischen Formteile 13 und 13! einen Hohlraum 17 bzw. 17' zur
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Halterung von Halbleitern; in Fig. 4 sind beide thermoplastischen Formteile 13 und 13' mit Hohlräumen 17 und 17' versehen. Vorsprünge 20 bzw. 20' sind an einer oder beiden Basisflächen 19 und 19' vorgesehen, die auf der Seite der zu verbindenden Oberflächen der beiden thermoplastischen Formteile 13 und 13' angeordnet sind; bei der Anordnung nach Fig. 4 sind beide thermoplastischen Formteile 13 und 13' mit Vorsprüngen 20 und 20' versehen. Das bedeutet, eine große Anzahl von pyramidenförmigen Vorsprüngen sind auf der Oberfläche vorgesehen, die mit einer Leitungsplatte in Kontakt zu bringen ist, d.h. der zu verbindenden Oberfläche der Seitenwände, die um den Hohlraum des thermoplastischen Formteils ausgebildet sind, so daß die Oberfläche Unebenheiten besitzt. Eine Leitungsplatte 5, auf der nicht dargestellte Halbleiter angeordnet sind, wird zwischen den thermoplastischen Formteilen 13 und 13' angebracht, und sie werden unter Druck von einer Presse 18 verbunden, wobei eine Beheizung der Formteile erfolgt oder nachdem die Leitungsplatte und mindestens eines der thermoplastischen Formteile in dem Ausmaße beheizt worden ist, daß das zu verbindende Teil des thermoplastischen Formteils aufgeweicht und zum Zeitpunkt der Verbindung unter Druck geschmolzen ist.
Bei den Vorsprüngen 20 und 20' kann es sich um eine Vielzahl von Vorsprüngen in pyramidenförmiger Gestalt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, oder einen einzelnen kontinuierlichen Vorsprung 21 handeln, wie er in Fig. 5 A bis 5 C dargestellt ist. Bei dem hier beschriebenen Verfahren sind beliebige Gestalten hierfür zulässig, und es werden Vorsprünge bevorzugt, die eine solche Gestalt haben, daß eine erforderliche Menge an Harz für eine kurze Zeitspanne geschmolzen wird, bei der der Druck bei der Verbindung der Formteile unter Druck so klein wie möglich ist.
Der einzelne, durchgehende Vorsprung 21, wie er in Fig. 5 A bis 5 C dargestellt ist, ist auf der zu verbindenden Oberfläche von mindestens einem der thermoplastischen Formteile vorgesehen, um dann, wenn da3 Formteil einen Hohlraum hat, den Hohlraum einzuschließen, oder um dann, wenn das Formteil keinen Hohlraum hat,
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einen Teil einzuschließen, der einem Hohlraum eines dazugehörenden thermoplastischen Formteiles des Paares entspricht.
Die Figuren 6 A und 6 B zeigen eine andere Ausführungsform des thermoplastischen Formteils, wobei Fig. 6 A eine perspektivische Darstellung und Fig. 6 B einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 6 A zeigt. Ein thermoplastisches Formteil mit einem hohlen Teil 22 auf der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum ausgebildeten Seitenwände, mit anderen Worten mit einem Vorsprung 23, um den Hohlraum und das hohle Teil 22 einzuschließen, wie es in Fig. 6 A und 6 B dargestellt ist, wird ebenfalls im erfindungsgemäßen Verfahren als thermoplastisches Formteil verwendet, das eine Unebenheit auf zumindest einem Teil der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum ausgebildeten Seitenwände hat. Die Oberfläche 24 entspricht den Basisflächen 19 und 19· bei den Anordnungen gemäß Fig. 4 und 5 B.
Wenn eine Leitungsplatte zwischen die thermoplastischen Formteile gesetzt wird, welche eine unebene^ zu verbindende Oberfläche haben, wie es in Fig. 4 bis 6 dargestellt ist, so wird eine Lücke zwischen der Leitungsplatte und der zu verbindenden Oberfläche gebildet, mit anderen Worten, zwischen der Leitungsplatte und der Basisfläche.
Wie in Fig. 4 dargestellt, werden die thermoplastischen Formteile, zwischen denen die Leitungsplatte angeordnet ist, von der Oberseite und der Unterseite gepreßt. Die zu verbindenden Teile der thermoplastischen Formteile werden durch die Wärmeübertragung von der Leitungsplatte erweicht und geschmolzen, wenn nur die Leitungsplatte beheizt wird, oder ihrerseits beheizt, wenn die zu verbindenden Teile beheizt werden. Infolgedessen fließt das geschmolzene Harz in die Leitungslücken 16 der Leitungsplatte 5 und mit fortschreitendem Schmelzen der auf dem zu verbindenden Teil vorgesehenen Vorsprünge fließt das geschmolzene Harz dann in eine andere Lücke 26 als das von den Vorsprüngen 20 eingenommene Volumen, welche zwischen den Basisflächen 19 und 19» und der Oberfläche 25 der Leitungen ausgebildet sind (vgl.Fig.7),
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und es fließt auch in die in Fig. 8 dargestellten Nuten 27· Die Formteile und die Leitungsplatte sind schließlich in einem Körper in dem Zustand verbunden und eingesiegelt, daß die Leitungen sich zwischen den beiden thermoplastischen Forrateilen befinden.
Ein wichtiger Umstand bei der Verbindung besteht darin, daß die thermoplastischen Formteile und die Leitungsplatte so miteinander verbunden werden, daß nach Beendigung der Verbindung die Leitungsoberfläche 25 nicht mit mindestens einer der Basisflächen 19 und 19' für die Vorsprünge in Berührung stellt, die auf den Seiten der Verbindungsoberflächen der beiden thermoplastischen Formteile angeordnet sind und mit denen die 1/Mcken 26 zwischen den beiden Seiten der Leitungen und der Basisflachen angeordnet sind. Wie oben bereits erläutert, bleibt gemäß der Erfindung ein Teil der vor der Verbindung gebildeten Lücke auch nach der Beendigung des Verbindungsvorganges bestehen. Da das geschmolzene Harz bei fortschreitenden Schmelzen in die Lücken fließt, ist dies so zu verstehen, daß die nach der Verbindung bestehen bleibenden Lücken sich in einem Zustand 1 ο finden, daß sie teilweise hohl und im wesentlichen mit geschmolzenem Harz gefüllt sind.
In die Lücken 26 fließt ein Teil des durch die Eb:.ei;:ung geschmolzenen Harzes und verbindet sich integral :in.t. dem umgebenden Harz. Um eine zufriedenstellende hermetische ν^r~chweißung in der Verbindung unter Druck und Hitze zu erhalt :-■], ist es erforderlich, ein größeres Schiaelzvolumen als ein bestimmtes Volumen sicherzustellen, um die Temperatur des Schv-r.teiles über einen bestimmten Pegel zu erhöhen. Es stellt eine verläßliche Voraussetzung dar, die oben genannten Lücken sich -"urteilen, um ein größeres Schmelzvolunien als ein bestimmtet- Volumen sicherzustellen und eine hermetische Versiegelung r.u erzielen.
Wenn man die Lücken 26 nicht, vorsieht, ist zu erwarten, daß das Minimalvolumen, das durch Beheizen zu Schmelzen erforderlich ist, der größte Teil des Gesamtvolumens der Leitungsiücken, die sich in dem der zu verbindenden Oberfläche des th---rmcplastischen
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Fonnteiles entsprechenden Bereich befinden, und das Gesamtvolumen der Gratnuten ist. Obwohl das Schmelzvolumen in Abhängigkeit von der Größe und der Gestalt der Leitungsplatte und des thermoplastischen Formteiles steht, ist bei einem Ausführungsbeispiel eines DIP-Gehäuses (Dual-in-line-Gehäuse)
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mit 16 Anschlußstiften das Bruttovolumen ungefähr 1,4 χ 10 er und das für ein thermoplastisches Formteil erforderliche Schmelzvolumen 7 x 10 cm . Somit ist, wenn Pyramiden mit einer Basiskantenlänge von 1,6 mm dicht auf der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteiles als Vorsprünge vorgesehen werden, die berechnete Höhe der Pyramide höchstens 280 um und wird so klein, weil die Pyramiden nicht in ausreichendem Maße als anzuschweißende Vorsprünge in dem Falle arbeiten, wo eine hermetische Versiegelung erforderlich ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das geschmolzene Harz in einer größeren Krenge als dem erforderlichen Volumen zur Erzielung eines guten Verbindungszustandes sichergestellt, indem man für einen Vorsprung auf der Seite der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteiles sorgt und die beiden Formteile in dem Zustand verbindet, daß die Oberfläche der Leitungen nicht die Basisfläche berührt (im Falle der Fig. 4 und 5 ist die Basisfläche eine Fläche, die den größten horizontalen Querschnittsbereich des Formteiles hat), auf dem der Vorsprung vorgesehen ist, so daß ein Teil des geschmolzenen Harzes des Vorsprunges in die Lücken zwischen der Basisfläche und der Leitungsfläche fließt. Mit anderen Worten, zumindest ein Teil von einer oder beiden Oberflächen, nämlich der zu verbindenden Oberfläche der um einen Hohlraum eines thermoplastischen Formteiles ausgebildeten Seitenwände und der Oberfläche eines thermoplastischen Formteils ohne Hohlraum des Teiles, das der zu verbindenden Oberfläche der Seitenwände des thermoplastischen Formteiles mit einem Hohlraum entspricht, wird uneben ausgebildet, und die thermoplastischen Formteile, zwischen denen eine Leitungsplatte dazwischengeschaltet ist, werden in dem Zustand verbunden, daß eine vor der Verbindung von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche gebildete Lücke teilweise erhalten bleibt, so daß ein Teil des geschmolzenen Harzes aus dem vorspringenden Teil auf der zu ver-
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bindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteiles in die Lücke fließt, so daß sichergestellt wird, daß mehr geschmolzenes Harz als ein erforderliches Volumen vorhanden ist, um einen guten Verbindungszustand zu erhalten. In vielen Fällen wird die Lücke nahezu mit dem geschmolzenen Harz gefüllt, jedoch ist es nicht stets erforderlich, daß die Lücke vollständig gefüllt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine vorteilhafte Versiegelung in sämtlichen drei nachstehenden Fällen erreicht werden, so-lange sichergestellt ist, daß das geschmolzene Harz in ein größeres Volumen als ein Volumen fließt, das erforderlich ist, wenn die Temperatur des zu schmelzenden und zu verbindenden Teiles über einen bestimmten Pegel erhöht und die Temperatur in der Größenordnung dieser Temperatur länger als eine bestimmte Zeitspanne aufrechterhalten wird.
1. Der Vorsprung ist auf der zu verbindenden Oberfläche von mindestens einem der beiden thermoplastischen Formteile vorgesehen. Beispielsweise hat nur das thermoplastische Formteil mit dem Hohlraum eine zu verbindende, unebene Oberfläche.
2. Vorsprünge, die mit den Leitungslücken der Leitungsplatte in Eingriff bringbar sind, sind auf der zu verbindenden Oberfläche von mindestens einem der beiden thermoplastischen Formteile vorgesehen.
3· Die beiden thermoplastischen Formteile und die Leitungsplatte werden so miteinander verbunden, daß die Leitungsplatte nicht mit der Basisfläche von mindestens einem der beiden thermoplastischen Formteile in Kontakt kommt. D.h. die beiden thermoplastischen Formteile, zwischen denen die Leitungsplatte angeordnet ist, wird in dem Zustand verbunden, daß eine Lücke, die vor dem Verbinden von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche auf der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteils gebildet worden ist, teilweise erhalten bleibt, und zwar unabhängig von ihrer Ausfüllung mit geschmolzendem Harz, Auch ist es im gleichen Sinne nicht erforderlich, daß die Basisfläche für den Vorsprung sich in einer Ebene befindet, so-
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lange das geschmolzene Harz des Vorsprunges in die Lücken fließt. Daher kann sich das Volumen der Lücken 26 in Abhängigkeit vom Ort ändern, und es gibt auch den Fall, wo eine beabsichtigte Änderung der Form und der Anordnung der Vorsprünge, nämlich der Lücken, für eine gute hermetische Versiegelung in Abhängigkeit von der Gestalt des thermoplastischen Formteiles sorgen kann. Es gibt häufig Fälle, wo es wünschenswert ist, die Vorsprünge in der Art vorzusehen, daß sie so weit wie möglich verteilt sind, jedoch ist die Anordnung der Vorsprünge nicht darauf beschränkt und kann in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Gestalt, der Größe und des Aussehens der Leitungsplatte sowie des thermoplastischen Formteiles variiert werden, so-lange die Funktionen der Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Als Beheizungseinrichtung sind verschiedene Heizeinrichtungen verwendbar, wie z.B. die Verwendung von Strahlungswärme durch Wärmestrahlen, Wärmeleitung durch Kontakt mit einer heißen Platte, sowie Beheizung mit heißer Luft und Ultraschall-Schwingung sb ehe i zung . Bei sämtlichen Heizeinrichtungen erfolgt die Beheizung in dem Maße, daß das zu verbindende Teil des thermoplastischen Fornteiles erweicht und geschmolzen wird. Es ist auch möglich, vor der Verbindung unter Druck zumindest ein Bauteil von Leitungsplatte und thermoplastischem Formteil in dem Maße zu beheizen, daß das zu verbindende Teil des thermoplastischen Formteiles zum Zeitpunkt der Verbindung unter Druck erweicht und geschmolzen ist. In diesem Falle werden Strahlung, Wärmeleitung und Konvektion zur Beheizung verwendet.
Um die Beheizung und die Druckbedingungen abzuschwächen sowie eine Deformation und einen Bruch der komplizierten und spröden Leitungsplatte zu vermeiden, können das thermoplastische Formteil und die Leitungsplatte vorgeheizt werden, bevor sie unter Druck und Hitze miteinander verbunden werden. Obwohl die Vorheizbedingungen von den Materialien und den Gestalten des thermoplastischen Formteils sowie der Leitungsplatte abhängen, wird die Vorheizung im allgemeinen unter temperaturmäßigen und zeitlichen Bedingungen durchgeführt, die unterhalb der höchsten Grenzen liegen, welche keine Deformation hervorrufen, welche einen schlechten Einfluß auf das thermoplastische Formteil hat.
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Außerdem ist es erforderlich, die Vorbeheizung unter temperaturmäßigen und zeitlichen Bedingungen durchzuführen, die unterhalb der obersten Grenzen liegen, welche die Funktionen der auf der Leitungsplatte angebrachten Halbleiter nicht beeinträchtigen und außerdem unter temperaturmäßigen und zeitlichen Bedingungen, die unterhalb der obersten Grenzen liegen, die keinerlei Oxydation und Glühen hervorrufen. Als Eeheizungseinrichtung zum Vorheizen sind eine dielektrische Beheizung zum Vorheizen des thermoplastischen Formteils und Induktionsbeheizung zum Vorheizen der Leitungsplatte sowie die oben genannte Strahlungs-, Wärmeleitungs- und Konvektionsbehei ;:ung anzuführen.
Das Vorheizen des thermoplastischen Formteiles und der Leitungsplatte ist insofern vorteilhaft, als die Hei/;.- und Druckbedingungen zum Verbinden gemäßigt werden, die Deformation und der Bruch der komplizierten und spröden Leitungsplatte vermieden, das Einsiegeln mit geschmolzenem Harz ve"bessert, das Auftreten von Graten verringert, die Fähigkeit ä::r. Hohlraumes zur Halterung der Halbleiter in einfacher Weise sichergestellt und die Arbeitszeit zum Verschweißen verkürzt, werden.
Sine Ultraschallverschweißung ist wünschenswert , -Ia nur das zur Verbindung erforderliche Teil rasch beheizt werden kann. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Verpacken, bei dem eine Leitungsplatte mit Halbleitern zwischen zwei thermoplastischen Formteilen mit einem Hohlraum zur Halterung der Halbleiter und mit um den Hohlraum ausgebildeten Seitenwänden angeordnet wird, wobei die Dicke der Seitenwände in Abhängigkeit ν: η der Position unterschiedlich ist, wie dies in Fig. 9 A uri 9 B dargestellt ist, und die thermoplastischen Formteile lärm durch Ultraschallschwingungen verschweißt werden, wird die z\: verbindende Oberfläche 29 einer dünnen Seitenwand 28 in der Nahe des Zentrums, auf das die Belastung während der Ultraschallschwingung leicht zu konzentrieren ist, zuerst durch Reibungswärme und dann im Überschuß zu dem Zeitpunkt geschmolzen, wenn eine dicke Seitenwand 30 vollständig geschmolzen und verbunden ist. Daher tritt manchmal ein beträchtlicher Fehler insofern auf, als die Verbindung der dünnen Seitenwände mit einem Loch versehen ist. Mit
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dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein derartiger Mangel des herkömmlichen Verfahrens ausgeräumt werden.
Im Falle der Ultraschallverschweißung werden beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise thermoplastische Formteile, wie sie in Fig. 10 dargestellt sind, verwendet, die eine Vielzahl von Vorsprüngen 32 und 32' auf den Basisflächen 31 und 31' der dicken Seitenwände haben und anders ausgebildet sind als die zu verbindenden Oberflächen 29 und 29' der von einem Hohlraum gebildeten dünnen Seitenwände 28 und 28', wobei diese Basisflächen 31 und 31' im wesentlichen parallel zu und im Inneren der Oberflächen 29 und 29' angeordnet sind und die Vorsprünge 32 und 32· oberhalb der Oberflächen 29 und 29' vorstehen.
Die Ultraschallschwingung wird auf die thermoplastischen Formteile durch ein Horn oder einen Schalltrichter 33 aufgebracht. Die Vorsprünge 32 und 32', die mit einer Leitungsplatte 5 in Kontakt stehen, werden zuerst durch Reibungsschwingungen geschmolzen. Das geschmolzene Harz fließt in die Leitungslücken der Leitungsplatte 5, und infolge des Schmelzens der Vorsprünge 32 und 32· kommen dann die zu verbindenden Oberflächen 29 und 29' der dünnen Seitenwände 28 und 28' mit der Leitungsplatte in Kontakt und werden durch Reibungswärme geschmolzen. Mit fortschreitendem Schmelzen der Vorsprünge 32 und 32' fließt das geschmolzene Harz weiter in andere Lücken 34 als das Volumen, das von den Vorsprüngen 32 und 32' eingenommen wird, welche zwischen den Basisflächen 31 und 31' und den Leitungsflächen ausgebildet sind, und zwar in gleicher Weise, wie im Falle der Anordnung nach Fig. 7,und fließt auch in die Gratnuten 27, die in Fig. dargestellt sind. Schließlich sind die beiden thermoplastischen Formteile, zwischen denen die Leitungen angeordnet sind, hermetisch in einem Körper eingesiegelt. Fig. 11 zeigt eine perspektivische Darstellung des so erhaltenen Halbleitergehäuses·
Es werden die verschiedensten thermoplastischen Harze beim erfindungsgemäßen Verfahren als Materialien für die thermoplastischen Formteile verwendet, und vorzugsweise werden Harze verwendet, die eine hohe Wärmebeständigkeit, also eine Wärmebeständigkeit gegenüber Deformation und Verschlechterung, eine geringe
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Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, höherwertige elektrische und mechanische Eigenschaften als ein bestimmter Wert sowie eine höhere Formbarkeit als ein bestimmter Wert aufweisen. Typische Beispiele für solche thermoplastischen Harze sind Polyätherharze, wie z.B. Polyphenylenoxid, Polyäthersulfon, Polysulfon, Phenoxyharze und Polyacetalharze, Polyesterharze, wie Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyarylat, Polyacrylat und aromatische Polyester, Polycarbonatharze, Polyamidharze mit geringer Wasserabsorbtion und Polyphenylensulfid. Diese Harze können in Kombination mit Füllstoffen, einschließlich Glasfiber, verwendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Unter Verwendung eines Polyarylatharzes mit einer thermischen Deformationstemperatur von 175°C (gemessen gemäß dem Standard ASTM D-648 bei einem Druck von 18,6 kg/cm ) wurden ein thermoplastisches Formstück mit derselben Form und Größe (Größeneinheit in mm) wie in Fig. 12 A und 12 B dargestellt und ein thermoplastisches Formstück mit der-selben Form und Größe wie in Fig. 12 A und 12 B dargestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke 1,27 mm betrug, geformt und zusammen mit einer 16-Stift-Leitungsplatte der DIP-Bauart (Dual-in-line-Gehäuse), an der ein Chip einer integrierten Halbleiterschaltung angebracht war, in einem Ofen für die Dauer von 2 Minuten bei 2000C vorgeheizt. Eine 500 W-Infrarot-Heizung wurde dann in die Nähe der Formteile und in einem Abstand von 1 mm von den Vorsprüngen gebracht, die auf der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteiles vorgesehen sind. Nach der Beheizung, bis die Vorsprünge erweicht und geschmolzen waren, so daß sie bis zu einem gewissen Grade Rundungen hatten, wurden die thermoplastischen Formteile in der positionsmäßigen Anordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, unter Aufbringung eines Druckes von 4 kg/cm für 5 Sekunden mit einer Presse miteinander verbunden.
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Der so erhaltene Formkörper hatte eine Dicke von 2,2 mm in der oberen Hälfte von der Leitungsoberfläche, und eine Dicke von 1,5 mm in der unteren Hälfte von der Leitungsoberfläche, während die Gesamtdicke 3,95 mm betrug.
Die Teile, die ungefähr 0,67 mm in vertikaler Richtung der Pyramidenprojektionen bei einer Höhe von 0,9 mm entsprechen, wie es in Fig. 12 A dargestellt ist, wurden geschmolzen, und das gesamte Volumen des geschmolzenen Harzes betrug 2,43 χ 10~3 cm3.
Ein Grat, der ein Hindernis darstellen würde, wurde am Umfang und dem Hohlraum kaum beobachtet.
Bei einem unter Druck stattfindenden Immersionstest mit rotem Wasser unter einem Druck von 5 kg/cm für eine Dauer von 24 Stunden mit dem erhaltenen Halbleitergehäuse konnte kein Eindringen von roter Substanz in das Gehäuse beobachtet werden, und es bestätigte sich, daß das Gehäuse ein gutes wasserdichtes Verhalten besitzt. Deformationen und Bruch der Leitungen sowie der Bonding-Drähte wurden ebenfalls nicht beobachtet.
Vergleichsbeispiel 1
Der Vorgang des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das gesamte Volumen der Vorsprünge gleich dem Bruttovolumen, d.h. 1,4 χ 10 cm , dem Gesamtvolumen der Leitungslücken, die sich innerhalb des der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteiles entsprechenden Bereiches befinden, und dem Gesamtvolumen der Gratnuten gemacht wurde.
Es wurden keine vollständig dichten Gehäuse erhalten.
Beispiel 2
Unter Verwendung eines Formmaterials aus Polyphenylensulfid mit einer thermischen Verformungstemperatur von 260°C (gemessen gemäß dem Standard ASTM D-648 bei einem Druck von 18,6 kg/cm2) wurden zwei thermoplastische Formteile geformt, die dieselbe
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Form und Größe besaßen, wie es in Fig. 13 A und 13 B dargestellt ist. Die beiden thermoplastischen Formteile und eine 16-Stift-Leitungsplatte der DIP-Bauart mit einer Dicke von 250 pm, an der eine integrierte Halbleiterschaltung angebracht war, wurden beheizt, indem man auf 500 C aufgeheizte Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 l/min für eine Dauer von 4 Sekunden aus einer Heißluft-Heizeinrichtung aufblies. Nach Entfernen der Heizeinrichtung wurde ein Druck von 4 kg/cm mit Pressen auf die thermoplastischen Formteile ausgeübt, um sie zu verbinden.
Der so hergestellte verbundene Formkörper hatte eine Dicke von 3,6 mm. Das Gesamtvolumen des geschmolzenen Harzes betrug ungefähr 2,7 x 10~2 cm3.
Bei einem unter Druck stattfindenden Immersionstest in rotem Wasser bei einem Druck von 5 kg/cm für eine Dauer von 24 Stunden wurde bei dem erhaltenen Halbleitergehäuse kein Eindringen von roten Substanzen beobachtet. Auch wurde keinerlei Anormalität bei einem Gehäusefunktionstest beobachtet.
Vergleichsbeispiel 2
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, indem man zwei thermoplastische Formteile verwendete, die die-selbe Gestalt und Größe besaßen, wie es in Fig. 13 A und 13 B dargestellt ist, mit der Ausnahme, keinen Vorsprung zu haben, mit anderen Worten, ohne andere hohle Teile als den Hohlraum auf der zu verbindenden Oberfläche. Wenn die Verbindung durchgeführt wurde, um keine schädlichen Grate hervorzurufen, betrug die Dicke des erhaltenen Kunststoffgehäuses 3,89 mm. In dem Falle betrug das Gesamtvolumen des geschmolzenen Harzes ungefähr 1,2 χ 10 cm .
Bei einem unter Druck stattfindenden Immersionstest mit rotem Wasser bei einem Druck von 5 kg/cm für eine Dauer von 24 Stunden war ein Eindringen von roten Substanzen in das Gehäuse zu beobachten.
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Beispiel 3
Unter Verwendung eines Polyarylatharzes mit einer thermischen Verformungstemperatur von 175°C (gemessen gemäß dem Standard ASTM D-648 bei einem Druck von 18,6 kg/cm ) wurden ein thermoplastisches Formteil mit der-selben Größe und Gestalt (Größeneinheit in mm) wie in Fig. 14 A bis 14 C dargestellt und ein thermoplastisches Formteil mit der-selben Größe und Form wie in Fig. 14 A bis 14 C geformt, mit der Ausnahme, daß letzteres eine Dicke von 1,18 mm hatte, die in Fig. 14 B mit dem Bezugszeichen d bezeichnet ist. Eine Leitungsplatte mit 16 Anschlußstiften der DIP-3auart mit einer Dicke von 250 pm wurde zwischen die beiden erhaltenen Formteile dazwischengesetzt, und nach Anbringung eines flexiblen wärmebeständigen Materials, um einen Grat um sie herum zu verhindern, wurden sie für eine Dauer von 2 Minuten bei einer Temperatur von 2000C vorgeheizt.
Dann wurde ein Druck von 4 kg/cm auf die beiden thermoplastischen Formteile, zwischen denen die Leitungsplatte angeordnet war, von der Seite des dickeren thermoplastischen Formteiles mit einem rechteckigen Schalltrichter mit einem Endteil mit einer Größe von 20 mm χ 7 mm aufgebracht, welcher an einem Ultraschall-Schweißgerät (Schwingungsfrequenz: 19,3 kHz, Ausgangsleistung: 300 W) angebracht war. Nach Einstellen der Amplitude des vordersten Endes des Schalltrichters auf 35 um wurden Ultraschallschwingungen für eine Dauer von 0,8 Sekunden aufgebracht .
Der so erhaltene, einstückig verbundene Formkörper hatte eine Dicke von 2,2 mm in der oberen Hälfte von der Leitungsoberfläche und eine Dicke von 1,5 mm in der unteren Hälfte von der Leitungsoberfläche, während die Gesamtdicke 3,95 mm betrug.
Die Teile, die ungefähr 0,58 mm in vertikaler Richtung des Vorsprunges mit einer Höhe von 0,9 mm bei der Darstellung nach Fig. 14 B entsprechen, wurden durch Ultraschallschwingungen geschmolzen, und das Gesamtvolumen des geschmolzenen Harzes betrug 3,16 χ 10~2 cm5.
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Ein Grat, der eine Störung darstellen würde, war am Umfang und dem Hohlraum kaum zu beobachten.
Bei einem unter Druck erfolgenden Immersionstest in rotem Wasser und einem Druck von 5 kg/cm für eine Dauer von 24 Stunden war bei dem hergestellten Halbleitergehäuse kein Eindringen von roten Substanzen in das Gehäuse zu beobachten, und es bestätigte sich, daß das Gehäuse eine gute Versiegelung darstellt. Deformation und Bruch der Leitungen waren ebenfalls nicht zu beobachten.
Vergleichsbeispiel 3
Der Vorgang des Beispiels 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Gesamtvolumen der Vorsprünge gleich dem Bruttovolumen,
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d.h. 1,4 χ 10 cm , de"1 Gesamtvolumen der Leitungslücken, die sich innerhalb des der zu verbindenden Oberfläche des Formstückes entsprechenden Bereiches befinden, und dem Gesamtvolumen der Gratnuten gemacht wurde.
Es wurde kein vollständig versiegeltes Gehäuse erhalten.
Es waren Ultraschallschwingungen für mehr als 1,5 Sekunden erforderlich, wenn der Vorgang so durchgeführt wurde, um ein Gehäuse zu erhalten, das dem Aussehen nach als verbunden anzusehen ist. In diesem Falle füllte Blasen enthaltendes Harz die in Fig. 14 B enthaltenen Hohlräume 17 und 17', so daß das Volumen der Hohlräume nicht sichergestellt werden konnte, und es waren auch eine Deformation der Leitungsplatte sowie ein Bruch der Leitungen zu beobachten. Das Gesamtvolumen des geschmolzenen Harzes betrug in diesem Falle 1,4 χ 10 cm .
Beispiel 4
Unter Verwendung eines Polyarylatharzes mit einer thermischen Verformungstemperatur von 175°C (gemessen gemäß dem Standard ASTM D-648 bei einem Druck von 18,6 kg/cm ) wurden ein thermoplastisches Formteil mit der in Fig. 15 A und 15 B dargestellten Form und Größe sowie ein thermoplastisches Formteil mit der
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in Fig. 15 A und 15 B dargestellten Größe geformt, mit der Abweichung, daß letzteres Werte von a = 1,28 mm und b = 1,1 mm besaß.
Eine Leitungsplatte mit 16 Anschlußstiften der DIP-Bauart mit einer Dicke von 250 um, an der eine integrierte Halbleiterschaltung angebracht war, wurde zwischen den thermoplastischen Formtsilen angeordnet, und nach Anbringung eines flexiblen, wärmebeständigen Materials, um die Ausbildung eines Grates um sie herum zu verhindern, wurden sie für eine Dauer von 2 Minuten bei 200°C vorgeheizt.
Es wurde dann ein Druck von 4 kg/cm auf die thermoplastischen Formteile von der Seite des dickeren thermoplastischen Formteiles mit einem rechteckigen Schalltrichter mit einem Endteil mit einer Größe von 20 mm χ 7 mm ausgeübt, der an einem Ultraschallschweißgerät (Schwingungsfrequenz: 19,3 kHz, Ausgangsleistung: 300 W) angebracht war. Nach Einstellen der Amplitude des vordersten Endes des Schalltrichters auf einen Wert von 35 pm wurden Ultraschallschwingungen für eine Dauer -von 0,8 Sekunden aufgebracht.
Der so erhaltene integral verbundene Formkörper hatte eine Dicke von 2,2 mm in der oberen Hälfte von der Leitungsoberfläche und eine Dicke von 1,5 mm in der unteren Hälfte von der Leitungsoberfläche, während die Gesamtdicke 3,95 mm betrug.
Ein Grat, der eine Störung darstellen würde, war am Umfang und dem Hohlraum kaum zu beobachten.
Bei einem unter Druck erfolgenden Immersionstest in rotem Was-
ser und einem Druck von 5 kg/cm für eine Dauer von 24 Stunden war bei dem hergestellten Halbleitergehäuse kein Eindringen von roten Substanzen in das Gehäuse zu beobachten, und es bestätigte sich, daß das Gehäuse eine gute Versiegelung darstellt.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Halbleitergehäuse wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Abweichung, daß die thermoplastischen Form-
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teile keine Vorsprünge besaßen und daß die zu verbindende Oberfläche der dicken Seitenwände sich in der selben Ebene befanden wie die zu verbindende Oberfläche der dünnen Seitenwände .
Es war eine Ultraschallschwingung für länger als 2 Sekunden erforderlich, um ein Gehäuse zu erhalten, dessen Aussehen als zusammengefügt anzusehen war. In diesem Falle wurden die Hohlräume zur Halterung einer integrierten Halbleiterschaltung mit Blasen enthaltendem Harz gefüllt, und das Volumen der Hohlräume konnte nicht sichergestellt werden. Außerdem waren Deformationen der Leitungsplatte sowie Brüche der Leitungen zu beobachten.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich folgende vorteilhafte Wirkungen erzielen:
(1) Durch Verbindung von zwei thermoplastischen Formteilen, zwischen denen eine Leitungsplatte dazwischengeschaltet ist, so daß eine Basisfläche für einen Vorsprung, der auf der Seite der zu verbindenden Oberfläche von mindestens einem der thermoplastischen Formteile vorgesehen ist, nicht mit der Leitungsplatte in Kontakt steht, mit anderen Worten, indem man zumindest ein Teil von einer oder beiden der zu verbindenden Oberfläche der um einen Hohlraum eines thermoplastischen Formteils mit einem Hohlraum ausgebildeten Seitenwände und der Oberfläche eines Formstückes aus thermoplastischem Harz ohne Hohlraum des Teiles, das der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum eines thermoplastischen Formteils mit einem Hohlraum ausgebildeten Seitenwände entspricht und paarig zuzuordnen ist, uneben ausbildet und die beiden thermoplastischen Formteile, von denen mindestens eines einen Hohlraum in einer solchen Ausbildung besitzt, daß eine vor der Verbindung von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche auf der zu verbindenden Oberfläche gegebildete Lücke teilweise, unabhängig von der Füllung mit geschmolzenem Harz, aufrechterhalten bleibt, wird es möglich, bei einem Harz mehr als ein erforderliches Volumen zu schmelzen, indem man die Temperatur des zu verbindenden
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Teiles über einen bestimmten Wert erhöht, und infolgedessen kann eine verbesserte Versiegelung erreicht werden.
(2) Es ist möglich, den Zusammenbau des Halbleitergehäuses zu automatisieren.
(3) Die Ausbildung eines Grates beim Formkörper ist kaum zu beobachten, da die Viskosität des geschmolzenen Harzes beim Formvorgang auf einem hohen Wert gehalten werden kann, wenn man es mit einem herkömmlichen Verfahren zum Verschließen unter Verwendung von aushärtbaren Harzen vergleicht. Somit kann die Anzahl von Verfahrensschritten reduziert werden. Da außerdem mindestens eines der beiden zu verbindenden thermoplastischen Formteile einen Hohlraum zur Halterung von Halbleitern besitzt, tritt keine Beschädigung von Drähten zur Verbindung der Halbleiter mit den Leitungen auf, und darüber hinaus kann die Zuverlässigkeit der Halbleiterfunktionen dadurch erhöht werden, daß beispielsweise ein Ionenmaterial schwer mit den Halbleitern zu kontaktieren ist, da keine hohen Temperaturen und Drucke auf die Halbleiter ausgeübt werden.
(4) Da ein hermetisch versiegeltes Halbleitergehäuse mit einem einzigen Verbindungsvorgang geformt werden kann, lassen sich die Herstellungsschritte vereinfachen, wenn man es mit einem herkömmlichen Verfahren zum Verpacken oder Einschliessen von Halbleitern vergleicht, wo ein Formteil mit einer Öffnung und ein Formteil mit einem Boden in dem Zustand verbunden werden, daß eine Leitungsplatte, auf der keine Halbleiter angeordnet sind, zwischen den Formteilen angeordnet, die Halbleiter dann auf der Leitungsplatte angebracht und die Öffnung verschlossen wird.
Zusammenfassend wLrd somit gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Verpacken oder Einschließen von Halbleiteranordnungen oder integrierten Schaltungen angegeben, bei dem eine Leitungsplatte, die eine Halbleiteranordnung oder eine integrierte Schaitung trägt,
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zwischen zwei thermoplastischen Formteilen angeordnet wird, von denen mindestens eines einen Hohlraum zur Halterung der Halbleiteranordnung oder der integrierten Schaltung besitzt, und bei dem die thermoplastischen Formteile unter Wärme- und Druckeinwirkung integral miteinander verbunden werden. Mindestens ein Teil von einer oder beiden der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum des thermoplastischen Formteiles mit dem Hohlraum ausgebildeten Seitenwände und die Oberfläche des thermoplastischen Formteiles ohne Hohlraum, die den zu verbindenden Oberflächen der Seitenwände eines thermoplastischen Formteils mit einem Hohlraum entspricht, wird uneben ausgebildet. Die beiden thermoplastischen Formteile, zwischen denen die Leitungsplatte angeordnet ist, werden in dem Zustand miteinander verbunden, daß eine vor der Verbindung von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche, die sich auf der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen Formteils befindet, gebildete Lücke unabhängig von der Füllung mit geschmolzenem Harz teilweise aufrechterhalten bleibt.
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Claims (8)

PATENTANWÄLTE SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95 HITACHI CHEMICAL COMPANY, LTD. 27. Dezember 1979 DEA-25 092 Verfahren zur Herstellung von Halbleitergehäusen PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Halbleitergehäusen, bei dem eine Leitungsplatte mit darauf angeordneten Halbleitern zwischen zwei thermoplastischen Formteilen angeordnet wird, von denen mindestens eines einen Hohlraum zur Halterung der Halbleiter aufweist, und bei dem die thermoplastischen Formteile unter Einwirkung von Wärme und Druck integral miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet , daß zwei thermoplastische Formteile verwendet werden, von denen mindestens eines eine zu verbindende, unebene Oberfläche aufweist, daß die Unebenheit auf mindestens einem Teil der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum des thermoplastischen Formteils mit dem Hohlraum ausgebildeten Seitenwände oder auf mindestens einem Teil der zu verbindenden Oberfläche des thermoplastischen
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Formteils ohne Hohlraum an der Stelle vorgesehen ist, die der zu verbindenden Oberfläche der um den Hohlraum des thermoplastischen Formteils mit dem Hohlraum ausgebildeten Seitenwände entspricht, und daß die Leitungsplatte zwischen die zu verbindenden Oberflächen der beiden thermoplastischen Formteile eingesetzt und diese in dem Zustand verbunden werden, daß eine vor der Verbindung von der Leitungsplatte und der unebenen Oberfläche gebildete Lücke teilweise aufrechterhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Verbindung erhalten gebliebene Lücke im wesentlichen mit geschmolzenem Harz aus der Unebenheit gefüllt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unebenheiten solche in Form einer Vielzahl von pyramidenförmigen Vorsprüngen verwendet werden.
h. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unebenheit in Form eines einzelnen durchgehenden Vorsprunges verwendet wird, der so angeordnet ist, daß er den Hohlraum oder das dem Hohlraum entsprechende Teil einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unebenheit in Form eines Vorsprunges verwendet wird, der von einem hohlen Teil, das auf mindestens einem
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Teil der zu verbindenden Oberfläche vorgesehen ist, oder von dem hohlen Teil und dem Hohlraum gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der thermoplastischen Formteile und die Leitungsplatte vor der Verbindung unter Druck so weit beheizt werden, daß das zu verbindende Teil der thermoplastischen Formteile zum Zeitpunkt der Verbindung unter Druck erweicht und geschmolzen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verbindung unter Druck und Wärme mindestens eines der thermoplastischen Formteile und die Leitungsplatte unter Temperatur- und Zeitbedingungen vorgeheizt werden, daß die Funktionen der auf der Leitungsplatte angeordneten Halbleiter nicht verringert werden, wenn die Leitungsplatte vorgeheizt oder das thermoplastische Formteil nicht erweicht und geschmolzen wird, wenn das Formteil vorgeheizt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung in Form von Ultraschall-Schwingungsheizung, Strahlungsbeheizung, Wärmeleitungsbeheizung oder Konvektionsbeheizung erfolgt.
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