DE4231325A1

DE4231325A1 - Zufuehrungsrahmen fuer eine halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE4231325A1
Application number: DE4231325A
Authority: DE
Inventors: Motomi Itihasi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1993-04-01
Also published as: JPH0582696A; US5760467A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zuführungs rahmen für eine Halbleitervorrichtung, bei dem ein Chipan schluß für die Befestigung eines Lastteiles unterhalb des Rahmenabschnittes abgesenkt wird, und bezieht sich insbeson dere auf die Anordnung des Chipanschlusses.

Im folgenden wird ein Zuführungsrahmen für einen Halbleiter drucksensor beschrieben als Zuführungsrahmen für eine Halb leitervorrichtung, bei dem bei der Anwendung ein Chipan schluß für die Befestigung eines Lastteiles darauf unterhalb des Rahmenabschnittes abgesenkt wird. Die Fig. 5 und 6 zei gen einen solchen Zuführungsrahmen für einen Halbleiter drucksensor. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des Zuführungsrah mens, und Fig. 6 stellt eine Seitenansicht hiervon dar, wo bei beide Darstellungen den Zustand zeigen, bei dem der Chi panschluß abgesenkt ist. In den Figuren weist ein Zufüh rungsrahmen 100 im allgemeinen eine Vielzahl von Zuführungs rahmeneinheiten 1 auf, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 gezeigt ist, und in einer Reihe in einem Zuführungs abschnitt 1a vorgesehen sind. Jede der Zuführungsrahmenein heiten 1 weist Zuführungen 2, einen Chipanschluß 3 und Chip anschlußstützzuführungen 5 zur Abstützung des Chipanschlus ses 3 auf. Auf einer Chipbondfläche 7 wird ein Lastteil (siehe Fig. 7) befestigt.

Bei der Absenkung des Chipanschlusses 3 unterhalb des Rah menabschnittes 1a, ist es wie es in den Figuren dargestellt ist, wünschenswert, daß der Chipanschluß 3 im wesentlichen in der Mitte des Rahmenabschnittes 1a bei einer Höhe ange ordnet wird, welche für die elektrische Verbindung des Last teiles mit den Zuführungen 2 geeignet ist. Die Länge von je der der Chipanschlußstützzuführungen 5 wird somit im Hin blick auf den Zustand bestimmt, bei dem der Chipanschluß 3 abgesenkt ist. Der Zuführungsrahmen 100 wird im allgemeinen durch Ausstanzen aus einer dünnen Metallplatte gebildet. Der Zuführungsrahmen 100 stellt unmittelbar nach dieser Bildung eine somit hergestellte flache Platte dar, wobei der Chipan schluß 3 anschließend abgesenkt wird, wie es in den Figuren dargestellt ist. Der Chipanschluß 3 in dem Zuführungsrahmen 100 vor der Absenkung befindet sich bei einem Abschnitt ge mäß Fig. 5 unterhalb des in den Figuren dargestellten Chip anschlusses 3.

Die Fig. 7 und 8 zeigen in schematischen Schnittansichten die innere Anordnung eines Halbleiterdrucksensors, welcher den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Zuführungsrahmen ver wendet. Die Fig. 7 und 8 stellen Schnittansichten dar, die entlang Linien genommen wurden, die sich bei rechten Winkeln schneiden. Obwohl normalerweise die Zuführungen 2, welche mit einem Chip 8 über Au-Drähte 2a verbunden sind, in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 7 vorhanden sind, sind die Zuführungen 2 in dieser Figur nicht näher dargestellt. Obwohl auf ähnliche Weise die Chipanschluß stützzuführungen 5 tatsächlich vor oder hinter der Zeichene bene in Fig. 8 vorhanden sind, sind die Chipanschlußstützzu führungen 5 in dieser Figur nicht näher dargestellt.

Der Halbleiterdrucksensorchip 8 ist für die tatsächliche Er fassung eines Druckes mit einem Glaspodest derart gebondet, daß ein Vakuumraum 20 zwischen dem Sensorchip 8 und dem Po dest 9 gebildet wird. Ein Halbleiterdruckerfassungselement aufweisend den Halbleiterdrucksensorchip 8 und das Glaspo dest 9 wird als Lastteil mit dem Chipanschluß 3 mittels ei nem Glaspodestbefestigungsharz 12 chip-gebondet. Die Zufüh rungen 2 sind jeweils elektrisch mit den auf der oberen Oberfläche des Halbleiterdrucksensorchips 8 gebildeten (nicht näher dargestellten) Anschlüssen elektrisch über Au- Drähte 2a verbunden (drahtgebondet).

Die Verkapselung des Halbleiterdrucksensors weist eine Ver kapselungsbasis 10 und einen Verkapselungsdeckel 13 auf, wel cher einen Druckeinlaß 13a aufweist. Der Abschnitt des Chip anschlusses 3, auf dem das Glaspodest 9 befestigt ist, ist in der Verkapselungsbasis 10 enthalten und mit der Verkapse lungsbasis 10 durch das Chipanschlußbefestigungsharz 12 be festigt. Der Verkapselungsdeckel 13 ist mit der Verkapse lungsbasis 10 durch ein Abdichtharz 14 derart gebondet, daß die Chipanschlußstützzuführungen 5 und die Zuführungen 2 teilweise gehalten und fixiert werden.

Der Halbleiterdrucksensorchip 8 ist mit dem Glaspodest 9 derart gebondet, daß der Vakuumraum 20 gebildet wird. Der Luftdruck in dem Vakuumraum 20 dient als Bezugsdruck, und der zentrale Abschnitt des Chips 8 wird nach außen und nach innen entsprechend dem Unterschied zwischen dem Bezugsdruck und einen externen Druck deformiert. Der externe Druck wird über den Druckeinlaß 13a des Verkapselungsdeckels 13 einge führt und durch das Abdichtharz 14 derart abgedichtet, daß er nicht an die Außenseite der Hohlraumfläche 10a entweicht, welche durch die Verkapselungsbasis 10 und den Verkapse lungsdeckel 13 gebildet ist. Zur Erfassung der Deformation des Chips 8 ist eine Schaltung bestehend aus beispielsweise vier Eichwiderständen, die zu einer Brückenschaltung verbun den sind, auf der oberen Oberfläche des Sensorchips 8 gebil det, wobei das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung sich entsprechend dem Wert des externen Druckes ändert. Das elek trische Ausgangssignal wird an die Zuführungen 2 von dem Halbleiterdrucksensorchip 8 über die Au-Drähte 2a übertragen und an die Außenseite des Sensors geführt.

Somit weist ein in einem Halbleiterdrucksensor oder derglei chen verwendete Zuführungsrahmen die vorstehend beschriebene Anordnung auf. Bei der Herstellung eines solchen Halbleiter drucksensors wird der Zuführungsrahmen, in welchem das Glas podest, mit dem Halbleiterdrucksensorchip gebondet wird, mit dem Chipanschluß chip-gebondet, und der Sensorchip wird mit den Zuführungen durch Au-Drähte drahtgebondet, in die Ver kapselungsbasis eingesetzt, und anschließend wird der Chip anschluß in der Verkapselungsbasis fixiert, und es wird der Verkapselungsdeckel aufgesetzt. Nachdem der Chipanschluß mit dem Glaspodest chip-gebondet wurde, kann der Chipanschluß auf leichte Weise durch das Gewicht des Glaspodestes verti kal solange bewegt werden, bis der Chipanschluß an den Boden der Verkapselungsbasis fixiert ist. Er besteht somit bei der Anwendung dieses Zuführungsrahmens der Nachteil, daß die Au- Drähte für die Verbindung des Halbleiterdrucksensorchip und die Zuführungen aufgrund der vertikalen Bewegung des Chipan schlusses deformiert oder gar abgebrochen werden können.

Demgemäß wird zur Lösung dieses Nachteils die vorliegende Erfindung vorgeschlagen, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, einen Zuführungsrahmen für eine Halbleiter vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem die vertikale Bewegung eines Chipanschlusses nach dem Chipbonden eines Glaspodestes mit dem Chipanschluß verhindert werden kann, und bei dem kein leichtes Abbrechen von Drähten entsteht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Zuführungsrah men für eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Pa tentanspruches 1.

Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist ein Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, bei dem ein Chipanschlußabschnitt für die Befe stigung eines Lastteiles darauf bei der Anwendung unterhalb eines Rahmenabschnittes abgesenkt wird, und welcher zumin dest eine Zuführungsrahmeneinheit aufweist. Die Zuführungs rahmeneinheit weist den Rahmenabschnitt, welcher als ein ex terner Rahmen dient, einen unterteilten Chipanschlußab schnitt, welcher bei der Anwendung unterhalb des Rahmenab schnittes innerhalb des Rahmenabschnittes abgesenkt wird, und welcher zumindest einen Hauptchipanschluß und zumindest einen Hilfschipanschluß, Hauptchipanschlußstützzuführungen und Hilfschipanschlußstützzuführungen, die jeweils eine vor bestimmte Länge derart aufweisen, daß der Hauptchipanschluß und der Hilfschipanschluß eine flache Oberfläche bei der Ab senkung des unterteilten Chipanschlußabschnittes bilden, und welche sich nach innen von dem Rahmenabschnitt in unter schiedliche Richtungen derart erstrecken, daß jeweils der Hauptchipanschluß und der Hilfschipanschluß gestützt sind aufweist, und zumindest eine Zuführung aufweist, welche sich nach innen von dem Zuführungsabschnitt erstreckt und elek trisch mit dem Lastteil derart verbunden ist, daß die elek trische Verbindung des Lastteiles gestützt ist.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halblei tervorrichtung gemäß Patentanspruch 5 unter Verwendung eines derartigen Zuführungsrahmens zur Verfügung gestellt.

Der Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist unterteilte Chipanschlußab schnitte auf, von denen jeder zumindest einen Hauptchipan schluß und zumindest einen Hilfschipanschluß aufweist, wobei sich Haupt- und Hilfschipanschlußstützzuführungen von dem Rahmenabschnitt in unterschiedliche Richtungen erstrecken, so daß jeweils die Haupt- und Hilfschipanschlüsse gestützt werden, wodurch der Chipanschluß in einem stabilen Zustand gestützt werden kann. Hierdurch werden Oszillationen und vertikale Bewegungen des Chipanschlusses verhindert, und so mit ein Abbrechen von Drähten oder dergleichen während der Herstellung verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Zuführungsrahmens für eine Halbleitervorrichtung entsprechend einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Zu führungsrahmens;

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Zufüh rungsrahmens, bevor der Chipanschlußabschnitt abge senkt ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Halbleiterdrucksensors, bei welchem der in Fig. 1 dargestellte Zuführungs rahmen verwendet ist;

Fig. 5 eine Draufsicht eines Zuführungsrahmens einer Halb leitervorrichtung;

Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Zu führungsrahmens;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Halbleiterdrucksensors, bei welchem der in Fig. 5 dargestellte Zuführungs rahmen verwendet ist; und

Fig. 8 eine Schnittansicht des in Fig. 7 dargestellen Halb leiterdrucksensors, genommen entlang der Linie senk recht zur Schnittansicht gemäß Fig. 7.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zuführungsrahmen für einen Halbleiterdrucksensor entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht des Zuführungsrahmens, und Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des selben, wobei beide Figuren den Zustand darstellen, bei dem der Chipanschlußabschnitt abgesenkt ist. In den Figuren sind gleiche oder äquivalente Abschnitte wie bei dem vorstehend beschriebenen Zuführungsrahmen durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet, und darüber hinaus nicht mehr näher erläutert. Jede der Zuführungsrahmeneinheiten 1 eines Zuführungsrahmens 110 weist einen Chipanschlußabschnitt 30 mit einem Hauptchi panschluß 3 und zwei Hilfschipanschlüssen 4 auf beiden Sei ten des Hauptchipanschlusses 3 auf. Die Haupt- und Hilfschi panschlüsse 3 und 4 sind jeweils durch eine Hauptchipan schlußstützzuführung 5 und Hilfschipanschlußstützzuführungen 6 gestützt. Die Hauptchipanschlußstützzuführung 5 und die Hilfschipanschlußstützzuführungen 6 erstrecken sich nach in nen von den entgegengesetzten beiden Seiten des Rahmenab schnittes 1a in einer Richtung desselben. Der Hauptchipan schluß 3 und die Hilfschipanschlüsse 4 sind derart abge senkt, daß sie eine flache Oberfläche zur Bildung des Chip anschlußabschnittes 30 bilden.

Fig. 3 zeigt den Zustand vor der Absenkung des Hauptchipan schlusses 3 und der Hilfschipanschlüsse 4 des Zuführungsrah mens 110. Jede der Hauptchipanschlußstützzuführung 5 und der Hilfschipanschlußstützzuführungen 6 ist in einer Länge ge bildet, welche im Hinblick auf den Zustand bestimmt ist, bei dem der Hauptchipanschluß 3 und die Hilfschipanschlüsse 4 den Chipanschlußabschnitt 30 bei der Absenkung bilden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der internen Anordnung des Halbleiterdrucksensors, bei dem der in den Fig. 1 und 2 dar gestellte Zuführungsrahmen verwendet ist. Obwohl die Zufüh rungen 2, welche mittels Au-Drähte 2a mit dem Chip 8 verbun den sind, tatsächlich in einer vertikalen Richtung zur Zei chenebene der Fig. 4 vorgesehen sind (d. h. auf den beiden entgegengesetzten Seiten in vertikaler Richtung zu jeder der Stützzuführungen), sind die Zuführungen 2 in Fig. 4 nicht näher dargestellt. Da eine Schnittansicht des Halbleiter drucksensors, genommen entlang der vertikalen Richtung zur Richtung der Schnittansicht gemäß Fig. 4 im wesentlichen dieselbe Ansicht darstellt wie die Schnittansicht des in Fig. 8 dargestellten Sensors, ist diese weggelassen.

Das Verfahren zur Herstellung des Halbleiterdrucksensors wird nachfolgend zusammenfassend beschrieben. Das Verfahren weist die Schritte auf: Absenken des Hauptchipanschlusses 3 und der Hilfschipanschlüsse 4 unterhalb des Rahmenabschnit tes 1a derart, daß ein Chipanschlußabschnitt 30 gebildet wird, der eine flache Oberfläche bildet, einen Chipbond schritt des Fixierens des Halbleiterelementes (8, 9) auf dem Chipanschlußabschnitt 30, einen Drahtbondschritt des elek trischen Verbindens der Zuführungen 2 mit dem Halbleiterele ment (8, 9) durch die Drähte 2a, sowie einen Schritt des Aufnehmens und Fixierens des Zuführungsrahmens 110, der ei nem Chipbonden und Drahtbonden in eine Verkapselung (10, 13) unterzogen wird. Mit Ausnahme des Schrittes des Absenkens des Chipanschlußabschnittes sind diese Schritte im wesentli chen dieselben wie diejenigen des eingangs beschriebenen Verfahrens.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist der durch den Haupt chipanschluß 3 und die Hilfschipanschlüsse 4 gebildete Chip anschlußabschnitt 30 jeweils gestützt auf den beiden Seiten durch die Hauptchipanschlußstützzuführung 5 und die Hilf schipanschlußstützzuführungen 6. Während dem Herstellungs verfahren ist es somit möglich, die vertikale Bewegung des Chipanschlußabschnittes 30 zu verhindern, und eine Deforma tion und ein Abbrechen der Au-Drähte 2a (vgl. Fig. 8) für die Verbindung der Zuführungen 2 an den Chip 8 auch dann zu verhindern, wenn das Glaspodest 9 aufweisend den Halbleiter drucksensorchip 8, der auf der oberen Oberfläche hiervon ge bondet ist, mit dem Chipanschlußabschnitt 30 chipgebondet wird.

Obwohl das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einen Zuführungsrahmen betrifft, welcher in einem Halbleiterdruck sensor verwendet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, wobei die vorliegende Erfindung auf belie bige Zuführungsrahmen für Halbleitervorrichtungen verwendet werden kann, bei dem der Chipanschluß bei der Verwendung ab gesenkt wird. Obwohl darüber hinaus bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Chipanschlußabschnitt 30 in drei Teile unterteilt ist, welche den Hauptchipanschluß 3 und die Hilfschipanschlüsse 4 aufweisen, können dieselben Wirkungen erzielt werden, falls der Chipanschlußabschnitt in zwei oder vier Teile unterteilt ist, welche jeweils durch Chipan schlußstützzuführungen gestützt sind, die sich von dem Rah menabschnitt 1a in unterschiedliche Richtungen hiervon er strecken.

Wie vorstehend beschrieben wurde, weist der Zuführungsrahmen für die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung Chipanschlußabschnitte auf, von denen jeder in eine Vielzahl von Chipanschlüssen unterteilt ist, die jeweils durch Chipanschlußstützzuführungen gestützt sind, die sich von dem Rahmenabschnitt in unterschiedliche Richtungen hier von erstrecken, wodurch die vertikale Bewegung der Chipan schlußabschnitte verhindert wird, auf denen jeweils ein Lastteil chipgebondet ist. Aufgrund der vorliegenden Erfin dung wird somit die Deformation und das Abbrechen von Au- Drähte nach dem Drahtbonden verhindert, so daß ein Zufüh rungsrahmen mit hoher Zuverlässigkeit zur Verfügung gestellt wird.

Claims

1. Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung, bei dem Chipanschlußabschnitte bei der Anwendung jeweils unter halb von Rahmenabschnitten abgesenkt werden, wobei der Zuführungsrahmen zumindest eine Zuführungsrahmeneinheit aufweist, welche aufweist:
einen Rahmenabschnitt, der als äußerer Rahmen dient;
einen unterteilten Chipanschlußabschnitt, welcher bei der Anwendung unterhalb des Rahmenabschnittes innerhalb des Rahmenabschnittes abgesenkt wird und zumindest einen Hauptchipanschluß und zumindest einen Hilfschipanschluß aufweist;
eine Hauptchipanschlußstützzuführung und eine Hilfschip anschlußstützzuführung, von denen jede eine vorbestimmte Länge derart aufweist, daß der Hauptchipanschluß und der Hilfschipanschluß eine flache Oberfläche wie der Chipan schlußabschnitt aufweist, wenn dieser abgesenkt ist, und welche sich nach innen von dem Rahmenabschnitt in unter schiedliche Richtungen derart erstrecken, daß sie je weils den Hauptchipanschluß und den Hilfschipanschluß stützen; und
zumindest eine Zuführung, welche sich nach innen von dem Rahmenabschnitt erstreckt und elektrisch verbunden ist mit dem Lastteil derart, daß die elektrische Verbindung des Lastteiles gestützt ist.

2. Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenab schnitt der Zuführungsrahmeneinheit einen Rahmen mit vier Seiten aufweist, wobei sich die Hauptchipanschluß stützzuführungen und die Hilfschipanschlußstützzuführun gen jeweils von den entgegengesetzten beiden Seiten des Rahmenabschnittes in einer Richtung hiervon erstrecken, und die Zuführung sich von zumindest einer der zwei ent gegengesetzten Seiten des Rahmenabschnittes in der Rich tung vertikal zu jeder der Stützzuführungen erstreckt.

3. Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipan schlußabschnitt in drei Teile unterteilt ist aufweisend einen mittleren Hauptchipanschluß und Hilfschipan schlüsse auf beiden Seiten hiervon, wobei sich die Hauptchipanschlußstützzuführung von einer der beiden entgegengesetzten Seiten des Rahmenabschnittes in einer Richtung hiervon erstreckt, und sich die beiden Hilf schipanschlußstützzuführungen von der anderen Seite er strecken, und eine Vielzahl von Zuführungen sich von den beiden entgegengesetzten Seiten in der vertikalen Rich tung der Stützzuführungen erstrecken.

4. Zuführungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er für einen Halb leiterdrucksensor verwendet ist, bei dem ein auf dem Chipanschlußabschnitt befestigtes Lastteil ein Halblei terdruckerfassungselement darstellt, welches einen auf einem Glaspodest befestigten Halbleiterdrucksensorchip aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Zuführungsrahmens gemäß Anspruch 1, welches aufweist:
einen Schritt des Absenkens des Hauptchipanschlusses und des Hilfschipanschlusses unterhalb des Rahmenabschnittes zur Bildung des Chipanschlußabschnittes, welcher eine flache Oberfläche bildet;
einen Chipbondschritt des Fixierens eines Halbleiterele mentes auf dem Chipanschlußabschnitt;
einen Drahtbondschritt des elektrischen Bondens der Zu führung an das Halbleiterelement durch Drähte; und
einen Schritt des Aufnehmens und Fixierens des Zufüh rungsrahmens, der einem Chipbonden und einer elektri schen Verbindung unterzogen worden ist, in eine Verkap selung.