DE4318727C2 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur sowie dazugehöriger Zuführungsdrahtrahmen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur sowie dazugehöriger Zuführungsdrahtrahmen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung mit einer Lead-On-Chip-Struk­ tur (LOC-Struktur) mit Zuführungsdrähten, welche über eine Oberfläche eines Halbleiterbausteins hinausragen. Fer­ ner bezieht sich die Erfindung auf einen Zuführungsdraht-Rahmen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2, wie er in oder bei der Herstellung einer derartigen Vorrichtung verwendet wird.
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht einer herkömmlichen Halb­ leitervorrichtung mit einer (nachfolgend als LOC-Struktur bezeichneten) Lead-On-Chip-Struktur. Eine derartige Vorrich­ tung ist zum Beispiel in der Japanischen Offenlegungs­ schrift Nr. 2-45969 bzw. der dieser Schrift entsprechend EP 354 696 A2 offenbart. Gemäß Fig. 13 weist die Vorrichtung ein Trägerplättchen 1, einen Halbleiterbaustein 2 und eine Vielzahl von Zuführungsdrähten 3 auf, welche beiderseits des Halbleiterbausteins 2 über diesen hinausragen, wobei ein jeder der Zuführungsdrähte 3 einen inneren Zuführungs­ drahtabschnitt 3a und einen äußeren Zuführungsdrahtab­ schnitt 3b aufweist. Ferner weist die Vorrichtung dünne Me­ talldrähte 5, ein Gießharz 6 und eine Vielzahl von Elektro­ den 4 auf, welche entlang der beiden Seiten auf einer er­ sten Oberfläche des Halbleiterbausteins 2 ausgebildet sind.
Eine (nicht gezeigte) integrierte Schaltung und die Elek­ troden 4 sind an der oberen ersten Oberfläche des Halblei­ terbausteins 2 durch ein fotolithographisches Verfahren oder dergleichen ausgebildet. Der Halbleiterbaustein 2 wird durch Bonden der ersten Rückoberfläche des Halbleiterbau­ steins 2 mit einem leitenden Kleber, wie zum Beispiel einem leitenden Harz, auf dem Trägerplättchen 1 befestigt. Die inneren Zuführungsdrahtabschnitte 3a sind jeweils mit den Elektroden 4 auf dem Halbleiterbaustein 2 über dünne Metalldrähte 5 elektrisch miteinander verbun­ den. Die vorstehend genannten Elemente werden mit Aus­ nahme der äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b derart mit dem Gießharz 6 versiegelt, daß nur die äußeren Zufüh­ rungsdrahtabschnitte 3b der Zuführungsdrähte 3 an der Außenseite herausragen. Die äußeren Zuführungsdrahtab­ schnitte 3b der Zuführungsdrähte 3 werden in eine ge­ wünschte Form gebracht, wie zum Beispiel eine gerade Form, eine Knickflügelform, eine J-Form usw.
Darüberhinaus offenbart die Japanische Offenlegungs­ schrift Nr. 2-45969 bzw. die EP 354696 A2 ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Vorrichtung. Gemäß diesem Verfahren werden zwei Rahmen verwendet: Ein erster Rahmen weist einen äußeren Rahmen und ein innerhalb des äußeren Rahmens an­ geordnetes Trägerplättchen auf, wobei das Trägerplättchen mit dem äußeren Rahmen über schwebende Zuführungsdrähte verbunden ist; ein zweiter Rahmen weist einen äußeren Rahmen und eine Vielzahl von Zuführungsdrähten auf, wel­ che vom äußeren Rahmen nach innen ragen. Das Trägerplätt­ chen des ersten Rahmens wird um eine Strecke nach unten gedrückt, die größer als die Dicke des Halbleiterbau­ steins ist. Nach dem Befestigen des Halbleiterbausteins mit dem Trägerplättchen des ersten Rahmens, wird der zweite Rahmen mit dem ersten Rahmen derart verbunden, daß jeder der Zuführungsdrähte über dem Halbleiterbaustein mit einem vorbestimmten konstanten Abstand zwischen jedem Zuführungsdraht und der oberen Oberfläche des Bausteins hinausragt. Anschließend werden die Drähte gebondet und das Vergießen mit Harz durchgeführt. Überflüssige Ab­ schnitte der Rahmen wie z. B. äußere Rahmenteile werden entfernt, wodurch man eine getrennte Halbleitervorrich­ tung erhält. Schließlich wird für jeden äußeren Zufüh­ rungsdrahtabschnitt der Zuführungsdrähte das Verformen durchgeführt, wodurch man eine vollständige Halbleiter­ vorrichtung erhält.
Bei der wie vorstehend beschriebenen herkömmlichen Halb­ leitervorrichtung mit LOC-Struktur, wird ein Halbleiter­ baustein auf einem Trägerplättchen durch Bonden mit einem leitenden Harz oder dergleichen befestigt. Harzmateria­ lien weisen jedoch eine Feuchtigkeitsabsorption auf, die eine Verschlechterung der Verbindung hervorruft und/oder wodurch ein sich in Kontakt mit dem Harz befindlicher Halbleiterbaustein oder Zuführungsdrähte korrodieren kön­ nen. Beim Montieren einer Halbleitervorrichtung auf einer Schaltungsplatine oder dergleichen wird die Halbleiter­ vorrichtung auf die Schaltungsplatine gesetzt und an­ schließend die Schaltungsplatine mit dem darauf befindli­ chen Baustein in einer heißen Umgebung erhitzt. Dadurch werden die äußeren Zuführungsdrahtabschnitte mit der Schaltungsplatine verlötet. Die im Harz zum Trägerplätt­ chenbonden absorbierte Feuchtigkeit, welche vom Gießharz eingeschlossen ist, verdampft während des Lötprozesses, wodurch sich der Halbleiterbaustein vom Trägerplättchen ablösen und/oder Risse im Gehäuse hervorrufen kann.
Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei dem die vorstehend genannten zwei Rahmen verwendet werden, blei­ ben die äußeren Rahmen der beiden Rahmen miteinander ver­ bunden bis der Gießvorgang abgeschlossen ist. Folglich wirken die äußeren Rahmen als Hindernis und es entstehen Schwierigkeiten bei der Handhabung. Nach dem Verbinden der beiden Rahmen treten daher während der nachfolgenden Prozesse oft Fehler beim Übertragen der Rahmen auf und/oder für den Prozeß verwendete Flüssigkeit dringt zwischen die äußeren Rahmen ein, wodurch beim späteren Austreten die Umgebung verunreinigt wird. Insbesondere im Falle eines Herstellungsprozess-Schrittes zum galvani­ schen Überziehen der äußeren Zuführungsdrahtabschnitte der Halbleitervorrichtung, können vor dem Trennen der Halbleitervorrichtung vom Rahmen ernsthafte Probleme da­ durch auftreten, daß die beim galvanischen Überziehen verwendete Lösung zwischen die zwei äußeren Rahmen ein­ dringt und später austritt.
Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren wird ein ein­ zelner Rahmen zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur verwendet, wobei der einzelne Rahmen ein Trägerplättchen und integriert ausgebildete Zuführungs­ drähte aufweist. Bei einem derartigen Zuführungsdraht-Rahmen ist ein Trägerplättchen zwischen die über beide Seiten des Zuführungsdraht-Rahmens hinausragenden Zufüh­ rungsdrähte angeordnet, wobei sich das Trägerplättchen im rechten Winkel zu diesen Zuführungsdrähten erstreckt. Die Breite des Trägerplättchens kann jedoch nicht über den Zuführungsdrahtbereich hinaus vergrößert werden. Folglich sind lediglich nahe Trägerplättchen verfügbar. Aus der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1-69041 ist ein Zu­ Führungsdraht-Rahmen mit einem Trägerplättchen bekannt, bei dem teilweise große Bereiche über den Bereich der Zu­ führungsdrähte hinausragen. In diesem Fall müssen jedoch die Zuführungsdrähte der Länge nach gekürzt werden, da sie ansonsten deformiert werden. Folglich werden längere dünne Metalldrähte zum Draht-Bonden benötigt und/oder die Orte für die Elektroden auf dem Halbleiterbaustein sind begrenzt.
Falls eine Halbleitervorrichtung hergestellt wird, welche einen Zuführungsdraht-Rahmen mit einem Trägerplättchen sowie integriert ausgebildete Zuführungsdrähte aufweist, muß das Trägerplättchen um einen entsprechend der Dicke des Halbleiterbausteins entsprechenden Betrag gesenkt werden, wobei der Halbleiterbaustein zwischen die Zufüh­ rungsdrähte und das Trägerplättchen eingefügt wird und anschließend mit dem Trägerplättchen verbunden wird. Er­ streckt sich jedoch das Trägerplättchen im rechten Winkel zu der Richtung in der der Zuführungsdraht-Rahmen beim Herstellungsprozeß der Halbleitervorrichtung bewegt wird, so muß der Halbleiterbaustein zwischen die Zuführungs­ drähte und dem versenkten Trägerplättchen in der gleichen Richtung wie der Zuführungsdraht-Rahmenbewegung eingefügt werden. Dieser Einfügeprozeß ist schwierig auszuführen, weshalb komplizierte und fehleranfällige Operationen benötigt werden. Darüberhinaus sind nach dem Einfügen des Halbleiterbausteins zum Befestigen des Halbleiterbau­ steins auf dem Trägerplättchen mit Hartlot komplizierte und fehleranfällige Operationen erforderlich.
Ferner sind aus der JP-A2-2-143449 (Englische Zusammenfas­ sung), der JP-A2-2-158159 (Englische Zusammenfassung) weitere zusammengesetzte Zuführungsdraht-nahmen für Halbleitervor­ richtungen bekannt. Die JP-A2-3-235360 (Englische Zusammen­ fassung) offenbart einen Zuführungsdraht-Rahmen ohne Träger­ plättchen.
Ein gattungsgemäßer Zuführungsdraht-Rahmen zur Verwendung bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 ist aus der EP- A2-0 354696 bzw. der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2- 45969 bekannt. Darüberhinaus ist aus dieser Druckschrift ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit LOC- Struktur unter Verwendung von zwei Rahmen bekannt, wobei ein Zuführungsdraht-Rahmen und ein Trägerplättchen-Rahmen verwen­ det werden.
Nachteilig ist es jedoch bei einer derartigen Vorrichtung bzw. bei Verwendung eines derartigen Verfahrens, daß sich zwischen den beiden Rahmenteilen Flüssigkeit ansammeln kann bzw. in dem für das Trägerplättchen-Bonden verwendeten Mate­ rial Feuchtigkeit absorbiert ist, die jeweils zu einer Korro­ sion des Halbleiterbausteins sowie zu Rissen im Gehäuse füh­ ren kann.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung sowie einen bei diesem Verfahren verwendeten Zuführungsdraht-Rahmen zu schaffen, bei dem keine Korrosion der hergestellten Halblei­ tervorrichtung bzw. keine Flüssigkeits-Austrittsprobleme auf­ treten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der un­ abhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
Insbesondere wird diese Aufgabe erfindungsge­ mäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem eine Halbleiter­ vorrichtung mit zwei Rahmen hergestellt wird, d. h. ein Rahmen für die Zuführungsdrähte und ein Rahmen für das Trägerplättchen, wobei unmittelbar nach dem Verbinden der beiden Rahmen ein äußerer Rahmenabschnitt des Rahmens für das Trägerplättchen über im Rah­ men für die Zuführungsdrähte ausgebildete Rahmen-Schnei­ deschlitze abgeschnitten wird und entfernt wird.
Weiterhin wird diese Aufgabe erfindungsge­ mäß durch einen Zuführungsdraht-Rahmen gelöst, der zwei Rahmen aufweist, wobei der Rahmen für die Zuführungs­ drähte Rahmen-Schneideschlitze aufweist, welche bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung verwendet werden.
Beim Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrich­ tung gemäß der Erfindung und bei der Herstellung des bei der Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten. Zuführungsdraht-Rahmens werden nach dem Verbinden von zwei Rahmen unnö­ tige Abschnitte des Rahmens für das Trägerplättchen durch Rahmen-Schneideschlitze abge­ schnitten und entfernt. Folglich kann der Zuführungsdraht-Rahmen in den nachfol­ genden Prozessen wie ein einstückiger Rahmen behandelt werden. Die Herstellungsprozesse können dadurch verein­ facht und leichter durchgeführt werden. Insbesondere kann das Austreten von beim galvanischen Überziehen verwende­ ter Lösung wirksam verhindert werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben.
Es zeigen:
Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer Halbleitervor­ richtung;
Fig. 1B eine Seitenansicht bzw. teilweise Schnittansicht, einer Halbleitervorrichtung nach Fig. 1A;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Struktur eines Zuführungsdraht-Rahmens gemäß der Erfindung;
Fig. 3A bis 3C Draufsichten einer Halbleitervorrichtung zur Erläuterung von aufeinanderfolgenden Herstellungs­ schritten gemäß der Erfindung;
Fig. 4A bis 4D Draufsichten einer Halbleitervorrichtung zur Erläuterung weiterer aufeinanderfolgender Produk­ tionsschritte nach dem Schritt gemäß Fig. 3C;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zum Her­ stellen einer Halbleitervorrichtung nach Fig. 3A bis 3C und Fig. 4A bis 4D veranschaulicht;
Fig. 6 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Verbinden zweier Rahmen gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Verbinden zweier Rahmen gemäß der Erfindung;
Fig. 8 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Verbinden zweier Rahmen gemäß der Erfindung;
Fig. 9A und 9B perspektivische Ansichten zur Erläuterung eines vierten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Verbinden zweier Rahmen gemäß der Er­ findung;
Fig. 10A bis 10D perspektivische Ansichten zur Erläute­ rung eines fünften Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Verbinden zweier Rahmen gemäß der Erfindung;
Fig. 11 eine Draufsicht von zwei Rahmen, wie sie gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei die zwei Rahmen miteinander verbunden sind;
Fig. 12A und 12B Seitenansichten zur Erläuterung eines Beispiels eines Verfahrens, bei dem ein Rahmen gemäß dem Herstellungsverfahren der Erfin­ dung geschnitten wird; und
Fig. 13 eine Schnittansicht einer vergleichbaren herkömm­ lichen Halbleitervorrichtung.
Fig. 1A und 1B zeigen ein allgemeines Beispiel einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur wobei Fig. 1A in einer perspektivi­ schen Draufsicht die innere Struktur und Fig. 1B eine Seitenansicht bzw. teilweise Schnittansicht der Vorrich­ tung zeigen. Gemäß diesen Figuren besitzt die Vorrichtung ein Trägerplättchen 1, einen Halbleiterbaustein 2, Zufüh­ rungsdrähte 3 mit einem inneren Zuführungsdrahtabschnitt 3a und einem äußeren Zuführungsdrahtabschnitt 3b, Elek­ troden 4, dünne Metalldrähte 5 und ein Gießharz 6 zum Ausbilden eines Gehäuses. Diese Vorrichtung besitzt im wesentlichen die gleiche Struktur wie eine herkömmliche Halbleitervorrichtung mit Ausnahme, daß die Elektroden 4 entlang einer Linie in einem Zentralbereich des Halblei­ terbausteins ausgebildet sind.
Ferner sind gemeinsame Zuführungsdrähte 3c vorgesehen, die hauptsächlich der Stromversorgung oder als Masse-Zu­ führungsdrähte dienen, wobei sich die gemeinsamen Zufüh­ rungsdrähte 3c in longitudinaler Richtung über den Zen­ tralbereich des Halbleiterbausteins 2 erstrecken. Ferner ist zum Trägerplättchen-Bonden des Halbleiterbausteins 2 auf das Trägerplättchen 1 ein Hartlot 7, wie zum Beispiel ein normales Lot, vorgesehen. Das Hartlot 7 weist keine Feuchtigkeitsabsorption auf, wodurch die Korrosion des Halbleiterbausteins 2 durch Feuchtigkeit verhindert wird. Auch wenn die ganze Vorrichtung beim Befestigen der voll­ ständigen Halbleitervorrichtung durch Löten der äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b auf einer (nicht gezeigten) Schaltungsplatine durch Erhitzen befestigt wird, können durch die Feuchtigkeit keine Risse entstehen. Da das Hartlot-Material 7 zum Verbinden des Halbleiterbausteins 2 mit dem Trägerplättchen-in einem inneren vom Gießharz 6 überdeckten Abschnitt angeordnet ist, wird dieses Hart­ lot-Material 7 im Vergleich zu den äußeren Abschnitten weniger stark erhitzt. Deshalb schmilzt während des Löt­ prozesses das Hartlot-Material 7 nicht. Falls notwendig, kann das Hartlot-Material 7 derart ausgewählt werden, daß sein Schmelzpunkt ausreichend hoch liegt und nicht durch den Lötprozeß beim Montieren der Halbleitervorrichtung auf einer Schaltungsplatine geschmolzen wird. Bei einem gewöhnlichen Lot kann dies durch die Auswahl eines ge­ eigneten Mischungsverhältnisses zwischen Zinn und Blei erreicht werden.
Fig. 2 zeigt einen Zuführungsdraht-Rahmen mit zwei Rahmen gemäß der Erfindung. Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfah­ ren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Zuführungsdraht-Rahmens, und ein weiterer Aspekt bezieht sich auf den Zuführungsdraht-Rahmen. Gemäß Fig. 2 weist ein Zuführungsdraht-Rahmen 80 einen Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte und einen Rahmen 82 für das Trägerplättchen auf. Die Rahmen 81 und 82 werden durch Schneiden, wie zum Beispiel Stanzen oder Ätzen, aus einem Metallblech hergestellt. Der Rahmen 81 für die Zufüh­ rungsdrähte weist gemeinsame Zuführungsdrähte 3c und eine Vielzahl von Zuführungsdrähten 3 auf, welche sich von beiden Seiten des äußeren Rahmens 81a nach innen er­ strecken. Ein jeder der Zuführungsdrähte 3 weist einen inneren Zuführungsdrahtabschnitt 3a und einen äußeren Zu­ führungsdrahtabschnitt 3b auf. Der Rahmen 81 für die Zu­ führungsdrähte besitzt Rahmen-Schneideschlitze 18, welche im äußeren Rahmen 81a ausgebildet sind. Die Rahmen-Schneide­ schlitze 18 werden später im einzelnen erläutert. Der Rahmen 82 für das Trägerplättchen weist ein Träger­ plättchen 1 auf, wobei beide Seiten des Trägerplättchens 1 über schwebende Zuführungsdrähte 82b mit den inneren Abschnitten eines äußeren Rahmens 82a verbunden sind. Das Trägerplättchen ist ähnlich wie ein zu befestigender Halbleiterbaustein 2 geformt, so daß der Halbleiterbau­ stein 2 auf dem Trägerplättchen 1 sehr stabil befestigt werden kann. Der Halbleiterbaustein 2 wird gemäß Fig. 2 mit einem Hartlot-Material 7 auf das Trägerplättchen 1 gebondet bzw. befestigt. Beim Rahmen 82 für das Träger­ plättchen werden die schwebenden Zuführungsdrähte an bei­ den Seiten um einen der Dicke des Halbleiterbausteins 2 entsprechenden Betrag nach unten gebogen, so daß das Trä­ gerplättchen 1 bezüglich dem ihn umgebenden äußeren Rah­ men 82a gesenkt ist. Dadurch erstrecken sich, wenn die Rahmen 81 und 82 miteinander verbunden werden, die ge­ meinsamen Zuführungsdrähte 3c und der innere Zuführungs­ drahtabschnitt 3a eines jeden Zuführungsdrahtes 3 paral­ lel über der ersten Oberfläche des Halbleiterbausteins 2, wobei ein vorbestimmter konstanter Abstand zwischen den Zuführungsdrähten und der Oberfläche des Halbleiterbau­ steins 2 eingehalten wird. Das Verfahren zum Verbinden des Rahmens 81 für die Zuführungsdrähte und des Rahmens 82 für das Trägerplättchen wird später beschrieben.
Fig. 3A bis 3C und Fig. 4A bis 4D zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung. Ferner zeigt Fig. 5 ein Flußdiagramm für dieses Herstellungsverfahren. Nachfol­ gend werden die aufeinanderfolgenden Schritte dieses Ver­ fahrens beschrieben. Als erstes wird ein Halbleiterbau­ stein 2 auf einem Trägerplättchen 1 eines Rahmens 82 für das Trägerplättchen 1 gemäß Fig. 3A befestigt, wobei ein Hartlot-Material 7 verwendet wird, wie zum Beispiel ein gewöhnliches Lot, welches keine Feuchtigkeitsabsorption aufweist (s. Fig. 1 und 2). Damit tritt der Zustand ge­ mäß Fig. 3B (Trägerplättchen-Bond Schritt S1) ein. Gemäß Fig. 3C wird nun ein Rahmen für die Zuführungsdrähte mit Rahmen-Schneideschlitzen 18 auf den Rahmen 82 für das Trägerplättchen, der sich in dem wie in Fig. 3B gezeigten Zustand befindet, gelegt und die Rahmen gemäß Fig. 4A mit einem der später beschriebenen Verfahren (zum Beispiel Punktschweißen) miteinander verbunden (Verbindungsschritt S2).
Anschließend wird ein nicht benötigter äußerer Rahmen 82a des Rahmens 82 für das Trägerplättchen, zum Beispiel an­ hand eines Schneidstanzverfahrens, abgeschnitten. Damit bleibt das Trägerplättchen 1 mit dem Halbleiterbaustein 2 auf beiden Seiten in Verbindung mit den Verbindungsab­ schnitten 17 (äußerer Rahmen-Abschneideschritt S3). Die resultierenden kombinierten Rahmen können anschließend wie ein einstückiger Zuführungsdraht-Rahmen behandelt und die nachfolgenden Herstellungsprozesse leicht durchge­ führt werden. Darüberhinaus kann dadurch die Ansammlung oder das Austreten von beim galvanischen Überziehen ver­ wendeter Lösung im späteren Prozeß des äußeren Überzie­ hens verhindert werden. Anschließend werden die entlang der Mittellinie des Halbleiterbausteins 2 ausgebildeten Elektroden 4 (s. Fig. 1) über dünne Metalldrähte 5 mit den inneren Zuführungsdrahtabschnitten 3a und/oder den sich über dem Halbleiterbaustein 2 erstreckenden gemein­ samen Zuführungsdrähten 3c elektrische miteinander ver­ bunden (Draht-Bond Schritt S4).
Nach dem Draht-Bonden wird der Rahmen in eine (nicht ge­ zeigte) Gußform gelegt, und anschließend gemäß Fig. 4D zum Versiegeln des den Halbleiterbaustein 2 aufweisenden Hauptplättchens Gießharz 6 eingespritzt (Vergußschritt S5). Bei diesem Schritt wird das Vergießen derart durch­ geführt, daß die äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b nicht vom Harz bedeckt werden, sondern nach außen ragen. Die folgenden Schritte sind nicht in den Figuren gezeigt, d. h. die äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b werden gal­ vanisch überzogen (äußerer galvanischer Überziehschritt S6), danach wird die Halbleitervorrichtung mit den äuße­ ren Zuführungsdrahtabschnitten 3b vom Rahmen abgeschnit­ ten und zum Trennen der äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b in einzelne Zuführungsdrahtabschnitte die Querverbin­ dungsglieder durchgeschnitten. Ferner werden die getrenn­ ten äußeren Zuführungsdrahtabschnitte 3b beim Zuführungs­ draht-Verformungsschritt S7 in eine gewünschte Form ge­ bracht, wodurch man eine vollständige Halbleitervorrich­ tung erhält.
Die Form der Schlitze ist nicht auf die in den Figuren gezeigte Form begrenzt. An­ stelle des Stanzschneidens kann zum Schneiden der äußeren Rahmenabschnitte des Rahmens 82 für das Trägerplättchen auch Laserschneiden oder dergleichen verwendet werden. In diesem speziellen Beispiel der Erfindung wird der Halbleiterbaustein mit einem Hartlot-Mate­ rial 7 auf das Trägerplättchen gebondet, es können jedoch auch andere Materialien bei der Erfindung verwendet werden.
Gemäß der Erfindung werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele für ein Verbindungsverfahren eines Rahmens 81 für die Zuführungsdrähte mit einem Rah­ men 82 für das Trägerplättchen beschrieben. Fig. 6 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Ver­ binden eines Rahmens 81 für die Zuführungsdrähte mit ei­ nem Rahmen 82 für das Trägerplättchen. Gemäß Fig. 6 wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Verbindung mittels Wi­ derstandsschweißens durchgeführt, welches dem Punkt­ schweißverfahren zuzuordnen ist. Fig. 6 zeigt Schweiß­ elektroden 9, einen Elektrodenhaltestift 10a zum Halten der oberen Schweißelektrode 9 und eine Elektrodenhalte­ grundplatte 10b zum Halten der unteren Schweißelektrode 9. Ein Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte und ein Rahmen 82 für das Trägerplättchen werden zwischen die obere und untere Schweißelektrode gelegt und durch eine Bewegung des Elektrodenhaltestiftes 10a in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 6 aufeinandergepreßt. Beim Anlegen bzw. Einprägen eines Stro­ mes an die obere und untere Schweißelektrode 9 werden die Rahmen 81 und 82 punktgeschweißt. Widerstandsschweißen besitzt die Vorteile, daß starke Verbindungskäfte bei ge­ ringen Deformationen an der Oberfläche des geschweißten Abschnitts erhalten werden können. Ein weiterer Vorteil des Widerstandsschweißens liegt darin, daß kein Schweiß­ staub erzeugt wird, weshalb der Halbleiterbaustein 2 be­ sonders wenig verunreinigt wird. Punktschweißen kann auch durch Laserschweißen durchgeführt werden.
Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ver­ fahrens zum Verbinden eines Rahmens 81 für die Zufüh­ rungsdrähte mit einem Rahmen 82 für das Trägerplättchen. Gemäß Fig. 7 wird die Verbindung in diesem Ausführungs­ beispiel mittels eines klebenden Bandes durchgeführt. Fig. 7 zeigt ein klebendes Band 11, eine Preßbefestigungs-Vor­ richtung 12 und eine Rahmenhalte-Grundplatte 13. Ein kle­ bendes Band 11 wird zwischen den Rahmen 81 für die Zufüh­ rungsdrähte und den Rahmen 82 für das Trägerplättchen ge­ legt, wobei die Rahmen 81 und 82 mit dem klebenden Band 11 derart auf die Rahmenhalte-Grundplatte 13 gelegt und von der Preßbefestigungsvorrichtung 12 gepreßt werden, daß beide Rahmen 81 und 82 durch das klebende Band 11 miteinander verbunden werden. Der Vorteil dieses Verfah­ rens gegenüber dem Laserschweißverfahren besteht darin, daß ein hoher Durchsatz erreicht werden kann. Gegenüber dem Punktschweißverfahren besteht der Vorteil darin, daß keine Zusatzausrüstung benötigt wird.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Ver­ fahrens zum Verbinden eines Rahmens 81 für die Zufüh­ rungsdrähte mit einem Rahmen 82 für das Trägerplättchen. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 wird die Ver bindung, ähnlich wie gemäß Fig. 7, unter Verwendung eines klebenden Bandes hergestellt, jedoch besteht in diesem Fall das klebende Band 11 aus einem klebenden Basisband 11a und thermoplastischen Klebern 11b, welche auf beiden Oberflächen aufgeschichtet sind. Bei diesem Ausführungs­ beispiel wird jede Oberfläche des klebenden Bandes 11 über ein Zwischenschichtmaterial des thermoplastischen Klebers 11b mit dem Rahmen 81 oder 82 verbunden. Folglich können die thermoplastischen Kleber 11b, die durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen zwischen den beiden Rahmen 81 und 82 entstehenden Spannungen absorbie­ ren, auch wenn während der Prozeßschritte, wie zum Bei­ spiel Draht-Bonden und Vergießen (Versiegeln), eine ther­ mische Vergangenheit vorliegt. Dadurch kann die thermi­ sche Verformung der Rahmen möglichst gering gehalten wer­ den. Obwohl bei den Verbindungsverfahren gemäß Fig. 7 und 8 ein klebendes Band verwendet wurde, wird die Ver­ bindung an den Abschnitten durchgeführt, welche sich außerhalb des mit dem Gießharz 6 zu vergießenden Berei­ ches befinden. Demnach entstehen, selbst wenn das kle­ bende Band eine Feuchtigkeitsabsorption aufweist, keiner­ lei Probleme.
Fig. 9A und 9B zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbinden eines Rahmens 81 für die Zuführungsdrähte mit einem Rahmen 82 für das Trägerplätt­ chen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung mittels eines Niets. Fig. 9A und 9B zeigen in beiden Rahmen 81 und 82 ausgebildete Löcher 14 und einen Niet 15. Gemäß Fig. 9A werden die Rahmen 81 und 82 übereinandergelegt und ein Niet 15 durch die Löcher 14 geschoben. Anschließend wird das obere Ende des Niets 15 gepreßt und auseinandergedrückt, wodurch die beiden Rah­ men 81 und 82 miteinander verbunden werden. Die Form des Niets 15 und der Löcher 14 sind nicht auf die in der Figur gezeigte Form beschränkt. Anstelle des Niets 15 kann auch jedes andere Element mit gleicher Funktion verwendet werden.
Fig. 10A bis Fig. 10D zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbinden eines Rahmens 81 für die Zuführungsdrähte mit einem Rahmen 82 für das Trägerplätt­ chen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Verbindung durch Verstemmen durchgeführt. Fig. 10A bis Fig. 10D zeigen einen im Rahmen 82 ausgebildeten Vorsprung 16 und ein im Rahmen 81 ausgebildetes Loch 14, wobei der Vorsprung 16 in das Loch 14 eingepaßt wird. Als erstes wird gemäß Fig. 10A im Rahmen 82 mittels Ätzen oder Stanzen ein Vorsprung ausgebildet. Anschließend wird der Vorsprung 16, wie in Fig. 10B gezeigt, nach oben gebogen. Ein dem Vorsprung 16 ent­ sprechendes Loch 14 wird durch Ätzen oder Stanzen im Rah­ men 81 ausgebildet. Die beiden Rahmen 81 und 82 werden derart übereinandergelegt, daß der Vorsprung 16 im Loch 14 eingefügt und eingepaßt wird. Danach wird gemäß Fig. 10D der Vorsprung 16 zurückgebogen. Damit sind die Rahmen 81 und 82 mittels Verstemmung eingepaßt und befestigt. Die Formen des Vorsprungs 16 und des Lochs 14 sowie die Verfahren zu ihrer Ausbildung sind nicht auf die vorste­ hend genannten Formen und Verfahren beschränkt.
Fig. 11, 12A und 12B zeigen ein Ausführungsbeispiel ei­ nes Verfahrens zum Abschneiden nichtbenötigter Abschnitte eines äußeren Rahmens 82a des Rahmens 82 für das Träger­ plättchen, der an einem Rahmen 81 für die Zuführungs­ drähte mittels eines der vorstehend genannten Verfahren befestigt wurde. Fig. 11 zeigt einen Rahmen 82 für das Trägerplättchen mit einem auf dem Trägerplättchen befe­ stigten Halbleiterbaustein; der Rahmen 82 für das Träger­ plättchen ist an der Unterseite mit dem Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte verbunden. Fig. 11 zeigt Verbindungsab­ schnitte 17 (zum Beispiel Punktschweißabschnitte), an denen die Rahmen miteinander verbunden sind und im Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte ausgebildete Rahmen-Schneide­ schlitze.
Die im Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte ausgebildeten Rahmen-Schneideschlitze 18 bieten eine Vorrichtung zum Durchschneiden des Rahmens 82 für das Trägerplättchen, mit Ausnahme für ein Trägerplättchen 2 (welches schwe­ bende Zuführungsdrähte aufweist) und an den Verbindungs­ abschnitten 17 auf beiden Seiten mit dem Rahmen 81 ver­ bunden ist. Nach dem Schneiden kann der Rahmen 81 mit dem Trägerplättchen 1 und dem Halbleiterbaustein 2 wie ein einstückiger Rahmen behandelt werden. Dadurch können in den nachfolgenden Prozessen Probleme, wie zum Beispiel ein fehlerhaftes Fortbewegen der Rahmen und das Ansammeln oder Austreten von Lösungsmitteln, wie sie bei zwei kom­ binierten Rahmen oft auftreten, wirksam verhindert wer­ den.
Fig. 12A und 12B zeigen dieses Schneideverfahren, wobei Bezugszahl 19 eine untere Metallbefestigungsvorrichtung, Bezugszahl 20 einen Rahmenhalter und Bezugszahl 21 ein Schneidelement bezeichnet. Gemäß Fig. 12A wird der Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte und der Rahmen 82 für das Trägerplättchen, welche an den Ver­ bindungsabschnitten 17 miteinander verbunden sind, auf die untere Metallbefestigungsvorrichtung 19 gelegt und vom Rahmenhalter 20 gehalten. Das Schneidelement 21 wird in die Rahmen-Schneideschlitze 18 bis zu einer Position eingefügt, an der das Schneidelement 21 durch die untere Metallbefestigungsvorrichtung 19 in einem angemessenen vorbestimmten Abstand gestoppt wird. Damit wird der äußere Rahmen des Rahmens 82 für das Trägerplättchen vom Rahmen 81 für die Zuführungsdrähte abgeschnitten.
In einer Halbleitervorrichtung wird als Trägerplättchen-Bond Material zum Bonden eines Halbleiterbausteins ein Hartlot verwendet, welches keine Feuchtigkeitsabsorption aufweist. Folglich wird im Trägerplättchen-Bond Material keine Feuchtigkeit absorbiert, wodurch die durch Korrosion des Halbleiter­ bausteins, Risse im Gehäuse und Ablösungen zwischen Halb­ leiterbausteinen und Trägerplättchen hervorgerufenen Pro­ bleme verhindert werden. Dadurch erhält man eine zuver­ lässigere Halbleitervorrichtung. Beim Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen einer Halb­ leitervorrichtung wird, nachdem zwei Zuführungsdraht-Rah­ men, d. h. einer für die Zuführungsdrähte und ein anderer für das Trägerplättchen, miteinander verbunden wurden, ein unnötiger Abschnitt des äußeren Rahmens des Zufüh­ rungsdraht-Rahmens für das Trägerplättchen durch im Rah­ men für die Zuführungsdrähte ausgebildete Rahmen-Schnei­ deschlitze abgeschnitten und von den anderen Abschnitten entfernt.
Somit können die Zuführungsdraht-Rahmen in den nachfol­ genden Prozessen wie ein einzelner Zuführungsdraht-Rahmen behandelt werden. Der Herstellungsprozeß wird dadurch vereinfacht und kann leichter durchgeführt werden. Der Produktionswirkungsgrad und die Produktionsausbeute ver­ bessern sich. Gemäß der Erfindung wird ein Zuführungsdraht-Rahmen geschaffen, der den Vorteil besitzt, daß nach dem Miteinander-Verbinden von zwei Zu­ führungsdraht-Rahmen, d. h. einer für die Zuführungsdrähte und ein anderer für das Trägerplättchen, ein nicht benö­ tigter Abschnitt eines Rahmens abgeschnitten werden kann und von den anderen Teilen entfernt wird.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur unter Verwendung von zwei Rahmen mit
einem Trägerplättchen-Rahmen (82), welcher ein gegenüber einem äußeren Trägerplättchen-Rahmenabschnitt (82a) des Trägerplättchen-Rahmens (82) abgesenktes Trägerplättchen (1) besitzt; und
einem Zuführungsdraht-Rahmen (81), welcher eine Vielzahl von Zuführungsdrähten (3) und einen Rahmen-Schneide­ schlitz (18) aufweist,
mit den folgenden Schritten:
Trägerplättchen-Bonden (S1) eines Halbleiterbausteins (2) auf das Trägerplättchen (1) des Trägerplättchen-Rahmens (82);
Verbinden (S2) des Zuführungsdraht-Rahmens (81) mit dem Trägerplättchen-Rahmen (82), wobei sich ein innerer Zuführungsdraht-Abschnitt (3a) eines jeden Zuführungsdrahtes (3) über dem auf dem Trägerplättchen (1) montierten Halbleiterbaustein (2) erstreckt;
Abschneiden (S3) der äußeren Trägerplättchen-Rahmen­ abschnitte (82a) des Trägerplättchen-Rahmens (82) durch den im Zuführungsdraht-Rahmen (81) ausgebildeten Rahmen-Schneideschlitz (18);
Draht-Bonden (S4) von dünnen Metalldrähten (5) zwischen dem Halbleiterbaustein (2) und dem inneren Zuführungsdraht-Abschnitt (3a) eines jeden Zuführungsdrahtes (3) zum elektrischen Verbinden;
Vergießen (S5) des Halbleiterbausteins (2) und der ihn umgebenden Teile, wobei sie in einem Körper (6) derart versiegelt werden, daß ein äußerer Zuführungsdraht-Ab­ schnitt (3b) eines jeden Zuführungsdrahtes (3) nach außen ragt;
galvanisches Überziehen (S6) des äußeren Zuführungsdraht-Abschnittes (3b) der Zuführungsdrähte (3); und
Abschneiden des Zuführungsdraht-Rahmens (81) zum Trennen der Halbleitervorrichtung vom Rahmen, und nachfolgendes Verformen (S7) der äußeren Abschnitte (3b) der Zuführungsdrähte (3).
2. Zuführungsdraht-Rahmen zur Verwendung bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit LOC-Struktur, bei der sich Zuführungsdrähte über einen Halbleiterbaustein erstrecken mit
einem Trägerplättchen-Rahmen (82) mit einem äußeren Trägerplättchen-Rahmenabschnitt (82a), einem bezüglich des äußeren Rahmenabschnitts abgesenkten Trägerplättchen (1) und einem schwebenden Zuführungsdraht (82b) zum Verbinden des Trägerplättchens (1) mit dem äußeren Trägerplättchen-Rahmen­ abschnitt (82a), wobei das Trägerplättchen (1) innerhalb des äußeren Trägerplättchen-Rahmenabschnitts (82a) angeordnet ist; und
einem Zuführungsdraht-Rahmen (81) mit einem äußeren Zuführungsdraht-Rahmenabschnitt (81a) und einer Vielzahl von sich aus beiden Seiten des äußeren Zuführungsdraht-Rahmen­ abschnitts (81a) nach innen erstreckenden Zuführungsdrähten (3), dadurch gekennzeichnet, daß
in dem äußeren Zuführungsdraht-Rahmenabschnitt (81a) zumindest ein Rahmen-Schneideschlitz (18) ausgebildet ist, zum Abschneiden des äußeren Trägerplättchen-Rahmen­ abschnitts (82a), nachdem der Zuführungsdraht-Rahmen (81) mit dem Trägerplättchen-Rahmen (82) verbunden wurde.
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