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DE69628964T2 - Harzvergossenes Halbleiterbauteil und Herstellungsverfahren - Google Patents

Harzvergossenes Halbleiterbauteil und Herstellungsverfahren Download PDF

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DE69628964T2
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leads
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Tetsuya Suwa-shi Ootsuki
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Seiko Epson Corp
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, die durch ihre Zuleitungskonstruktion gekennzeichnet ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Der zunehmende Leistungsverbrauch von VLSIs (Very Large Scale Integrated circuits) und anderer Vorrichtungen in letzter Zeit hat zu verstärkter Nachfrage nach einem preiswerten Plastikgehäuse mit guten thermischen Abstrahlungseigenschaften geführt. Diverse Verfahren sind in Betracht gezogen worden, um dieser Nachfrage zu genügen. Unter dem Werkstoffgesichtspunkt sind Untersuchungen betreffend eine Steigerung der thermischen Leitfähigkeit des Zuleitungsrahmens und des zum Vergießen verwendeten Harzes durchgeführt worden. Unter dem Strukturgesichtspunkt sind Untersuchungen zur Verbesserung der thermischen Abstrahlungseigenschaften durch Verändern der Zuleitungsrahmenkonstruktion und Hinzufügen einer Wärmesenke, mit anderen Worten, eines Strahlers, vorgenommen worden. Als orthodoxeste Lösung wird angesehen, die thermischen Abstrahlungseigenschaften des Gehäuses durch Hinzufügen eines Strahlers zu verbessern, um eine hochintegrierte Schaltung (Large Scale Integrated circuit, LSI) mit einer Leistungsabgabe von bis zu 2 Watt pro Chip zu erzeugen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bereits in JP-A-6-53390 eine Erfindung offenbart, die das Problem der Wärmeabstrahlung anspricht. Diese Erfindung nutzt einem Strahler mit guter thermischer Leitfähigkeit in einer Konfiguration, in der dieser Strahler anstelle eines Chipsockels als Elementträger dient. In diesem Fall sind die inneren Zuleitungen so konfiguriert, dass sie auf einem auf dem Strahler angebrachten isolierenden Element positioniert sind und von diesem isolierendem Element getragen sind.
  • Eine hochintegrierte Halbleitervorrichtung wie etwa ein Logic-VLSI hat eine große Zahl von Elektroden (Anschlußflächen) für die Eingabe, Ausgabe und Energieversorgung des Halbleiterchips. Dies bedeutet, dass die Verdrahtungskonstruktion der Drähte und Zuleitungen, die diese Elektroden verbinden, sehr wichtig ist.
  • Eine Technik zum Verringern der durch diese Verdrahtungskonstruktion verursachten Probleme ist die in JP-A-4-174551 offenbarte Halbleitervorrichtung. Diese Halbleitervorrichtung hat eine gemeinsame innere Zuleitung, die über der Oberfläche des Halbleiterchips angebracht ist, auf der die Schaltungen gebildet sind, mit einem dazwischenliegenden isolierenden Klebstoff. Eine Mehrzahl von inneren Signalleitungen ist außen um den Halbleiterchip vorgesehen, elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden, und der von dieser gemeinsamen inneren Zuleitung getragene Halbleiterchip ist in Gießharz vergossen.
  • Diese Halbleitervorrichtung hat diverse Vorteile. Einer ist das Fehlen einer Lasche zum Montieren des Halbleiterchips, wodurch es möglich ist, einen Kurzschluss zwischen den Bonddrähten und der Lasche zu verhindern. Ein anderer Vorteil ist die Art, in der die gemeinsame innere Zuleitung als Energiezuleitung verwendet werden kann, so dass die gemeinsame Nutzung eines Anschlussstiftes einfach zu implementieren ist.
  • Diese Halbleitervorrichtung verursacht jedoch auch diverse Probleme. Die Anordnung der gemeinsamen inneren Zuleitung über der Oberfläche des Halbleiterchips macht Einschränkungen bezüglich der Anordnung der Elektrodenanschlußflächen am Halbleiterchip erforderlich. Außerdem kann der Chip durch den Klebstoff verunreinigt werden, der zum Bonden der gemeinsamen inneren Zuleitung an den Halbleiterchip verwendet wird, und Bondfehler können verursacht werden durch ein Weichwerden dieses Klebstoffs.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben in US-Patent Nr. 5 633 529 eine Erfindung zum Lösen dieser Probleme offenbart. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung ist ein Halbleiterchip auf einem Elementmontageteil montiert, das als Wärmesenke wirkt, und die Zuleitungen sind an diesem Elementmontageteil mit einem dazwischenliegenden isolierenden Zuleitungsträger montiert. Da kein Bedarf nach einer Lasche besteht und damit zusammenhängende Bondfehler verhindert werden können, ermöglicht dies ein sehr zuverlässiges Drahtbonden. Das Vorhandensein einer gemeinsamen Zuleitung (Rahmenzuleitung) um den Halbleiterchip herum, aber von dem Elementmontageteil getrennt, macht es möglich, diese Zuleitung gemeinsam zu nutzen. Die Verwendung einer Wärmesenke als Elementmontageteil macht es möglich, die thermischen Abstrahlungseigenschaften zu verbessern.
  • Bei der praktischen Anwendung von US-Patent Nr. 5 633 529 wurden diverse Probleme bei dem Harzvergießprozess festgestellt, wie unten beschrieben.
  • Wie in 13 gezeigt, werden während des Harzvergießprozesses Zuleitungen 212 einer Halbleitervorrichtung 210 zwischen einer oberen Form 200 und einer unteren Form 202 vor dem tatsächlichen Harzvergießen eingeklemmt, und die Zuleitungen 212 werden durch die obere Form 200 nach unten gegen einen Zuleitungsträger 214 gedrückt. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass die Halbleitervorrichtung 210 in engen Kontakt mit der unteren Form 202 gedrückt wird, und um so ein exaktes Gießformen an einer vorgegebenen Position zu gewährleisten.
  • Wenn dies geschieht, werden jedoch die Abschnitte der Zuleitungen 212, die unmittelbar innerhalb der oberen Form 200 und der unteren Form 202 liegen, schart gebogen. Da die Zuleitungen 212 im Inneren gerade bleiben, sind die Anhaftungen an den Zuleitungsträger 214 steil geneigt, so dass die Bondverbindung zwischen ihnen zum Abschälen neigt.
  • Weitere Forschung der Erfinder hat zu einer Halbleitervorrichtung und einem Herstellungsverfahren geführt, die dieses Problem lösen sollen.
  • Dieses Problem wird verursacht durch die Konfiguration, in der die Zuleitungen an dem Elementmontageteil mit einem dazwischenliegenden Zuleitungsträger befestigt sind. Die Verwendung einer Wärmesenke als Elementmontageteil und das Vorhandensein einer gemeinsamen Zuleitung (Rahmenzuleitung) stehen in keinem direkten Zusammenhang mit diesem Problem.
  • Eine Halbleitervorrichtung vom harzvergossenem Typ nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist offenbart in US-A-5 328 870. In diesem Stand der Technik sind zickzackförmige Entspannungsabschnitte in einem Bereich der Zuleitungen zwischen dem isolierenden Zuleitungsträger und dem äußeren Rand des Harzgehäuses vorgesehen. Der Zweck der Entspannungsabschnitte ist, als eine Feder zu wirken, die Spannung aufhebt und so verhindert, dass die Zuleitung anreißt, bricht oder die Unversehrtheit der Befestigung der Zuleitungen der Wärmesenke beeinträchtigen.
  • Dünne Bereiche, die ein kennzeichnendes Merkmal dieser Erfindung sind, sind bereits in JP-A-63-179557 als ein dünner Bereich offenbart worden, der in einem Teil der Zuleitung außerhalb des Gießharzes gebildet ist und vorgesehen ist, um ein bequemes Biegen der äußersten Teile der Zuleitung zu ermöglichen, die die Pins der Halbleitervorrichtung bilden. JP-A-02-018955 offenbart einen Zuleitungsrahmen für eine Halbleitervorrichtung, bei dem innere Zuleitungsabschnitte 1 eine Erhebung an ihrem innersten Ende zum direkten Verbinden mit einer Bondanschlußfläche eines Halbleiterelements haben. Nahe diesem Ende ist eine Rille vorgesehen, die sich über die Breite der Zuleitung erstreckt, um eine Streckung und Schrumpfung der Zuleitung zu absorbieren, die durch den Temperaturverlauf beim Bonden oder in einem Vergießprozess verursacht ist.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Ein Ziel dieser Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung vom harzvergossenen Typ, die ein hochzuverlässiges Vergießen einer Halbleitervorrichtung vom harzvergossenen Typ ermöglicht, die eine Konfiguration hat, bei der die Zuleitungen an dem Elementmontageteil mit einem dazwischenliegenden Zuleitungsträger (mit anderen Worten in einer Konfiguration ohne Lasche) befestigt sind, bei dem eine Trennung der Klebung zwischen den Zuleitungen und dem Zuleitungsträger verhindert ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung anzugeben.
  • Dieses Ziel wird erreicht durch eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Bei der Erfindung sind dünne Bereiche in einem Gebiet von paarweise angeordneten Zuleitungen gebildet, das in dem Harz vergossen ist, und diese dünnen Bereiche sind leicht elastisch zu verformen. Deswegen werden die Zuleitungen von der Form abwärts gedrückt, und die in dem Harz zu vergießenden Komponenten werden durch den Druck auf den Zuleitungen in eine geeignete Position gebracht, bevor das Harzvergießen durchgeführt wird. Dadurch ist es möglich, das Harzvergießen mit den Komponenten in geeigneten Kompositionen durchzuführen. Dies macht es auch möglich, eine Trennung der Klebung zwischen den Zuleitungen und dem Zuleitungsträger zu verhindern, indem der Druck auf die Zuleitungen abgeschwächt und auf die Zuleitungsträger übertragen wird.
  • In Anbetracht der Möglichkeit eines Fehlers bei der Positionierung zwischen Zuleitungen und Zuleitungsträger sind mehrere dünne, schmale Bereiche in den Zuleitungen gebildet. Mit dieser Konfiguration kann die Dicke jedes dünnen Bereichs vergleichsweise groß gemacht werden, so dass eine Verformung, ein Brechen und Verdrehen der Zuleitung verhindert werden kann. Die Mehrzahl von dünnen Bereichen der Zuleitungen kann jeden Fehler der Klebeposition der Zuleitung kompensieren, der den zweiten dünnen Bereich von dem äußeren Rand des isolierenden Zuleitungsträgers wegbewegen würde.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Querschnitt, der das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 2 ist ein weiterer Querschnitt, der das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zeigt,
  • 3 ist eine Teilvergrößerung von 1;
  • 4 ist eine Draufsicht, die schematisch wesentliche Bereiche einer mit dem dargestellten Verfahren hergestellten Halbleitervorrichtung zeigt;
  • 5 ist ein schematischer Querschnitt entlang der Linie V-V in 4;
  • 6 ist ein vergrößerter Querschnitt, der die wesentlichen Bereiche von 4 zeigt;
  • 7 ist eine veranschaulichende Darstellung des Schritts des Drahtbondens der inneren Zuleitung;
  • 8 zeigt den Zustand nach Beendigung des Drahtbondens von 7;
  • 9 ist eine Draufsicht, die schematisch den bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung aus 4 verwendeten Zuleitungsrahmen zeigt;
  • 10 ist eine Darstellung des Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß dieser Erfindung und der dadurch erhaltenen Vorrichtung;
  • 11A und 11B sind vergrößerte Darstellungen, die den Befestigungszustand der Zuleitung aus
  • 10 zeigen;
  • 12 zeigt eine Abwandlung der in 11A und 11B gezeigten Zuleitung; und
  • 13 ist eine veranschaulichende Darstellung der Gießtechnik, die eine Voraussetzung dieser Erfindung ist.
  • Zunächst behandelt die Beschreibung die Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, um die Voraussetzungen hinter dem Herstellungsverfahren zu veranschaulichen.
  • Eine schematische Draufsicht auf eine betreffende Halbleitervorrichtung ist in 4 gezeigt, bevor sie in dem Harzgehäuse plaziert ist, Ein Querschnitt entlang der Linie V-V aus 4 ist in 5 gezeigt.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 umfasst einen Strahler 10, ein Halbleiterelement 20, das an einer Montageoberfläche 12 des Strahlers 10 befestigt ist, eine Mehrzahl von am Strahler 10 durch einen Zuleitungsträger 50 befestigten Zuleitungen 30 und eine außen um das Halbleiterelement 20 angeordnete Rahmenzuleitung 36.
  • Der Strahler 10 besteht aus einem großen Bereich 10a und einem kleinen Bereich 10b, der von dem großen Bereich 10a vorsteht und so eine Querschnittsform im wesentlichen in Form eines umgekehrten T bildet, wie in 5 gezeigt. Die untere Oberfläche des großen Bereichs 10a bildet die Montageoberfläche 12, und eine obere Oberfläche des kleinen Bereichs 10b bildet eine freiliegende Oberfläche 14.
  • Auf der Montageoberfläche 12 sind eine erste leitende Schicht 18a, die eine Region hat, auf der das Halbleiterelement 20 angeordnet ist, wobei die Ausdehnung der Oberfläche der ersten leitfähigen Schicht 18a größer als die dieser Region ist, und eine Mehrzahl von fleckenförmigen zweiten leitfähigen Schichten 18b gebildet, die von der ersten leitfähigen Schicht 18a beabstandet sind, wie in 4 gezeigt. Eine isolierende Schicht 16 ist auf der Oberfläche des Strahlers 10 gebildet, die nicht durch die leitfähigen Schichten 18a und 18b bedeckt ist.
  • Der Strahler 10 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit wie etwa Kupfer, Aluminium, Silber oder Gold oder aus einer Legierung, die diese Materialien als Hauptbestandteile hat, gebildet und besteht, wenn wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt werden, vorzugsweise aus Kupfer.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich des zum Bilden der leitfähigen Schichten 18a und 18b verwendeten Materials, doch können Silber, Gold, Palladium und Aluminium als Beispiele genannt werden. Wenn die Leitfähigkeit und das Bonden mit dem Halbleiterelement 20 berücksichtigt werden, ist Silber besonders bevorzugt. Diese leitfähigen Schichten 18a und 18b können durch ein Verfahren wie etwa Plattieren oder Bonden gebildet werden und werden als Masseoberflächen genutzt, wie nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Auch hinsichtlich des für die isolierende Schicht 16 verwendeten Materials gibt es keine besonderen Einschränkungen, solange es gute isolierende Eigenschaften hat, doch ist es vorzugsweise ein Metalloxid, das z. B. durch Oxidieren des den Strahler 10 bildenden Materials erhalten wird. Wenn der Strahler 10 z. B. aus Kupfer besteht, könnte die isolierende Schicht 16 erhalten werden durch Anwenden eines stark alkalischen Reagens zum Oxidieren von dessen Oberfläche. Das Vorhandensein der isolierenden Schicht 16 macht es möglich, Kurzschlüsse von den Zuleitungen 30 oder der Rahmenzuleitung 36 zum Strahler 10 zu verhindern. Ein weiterer Vorteil einer isolierenden Schicht 16 aus Kupferoxid liegt in dessen normalerweise dunkler, etwa schwarzer oder brauner Farbe, durch die es leichter ist, die Zuleitungen 30 mit Hilfe eines Bilderkennungssystems während des Drahtbondens zu unterscheiden. Kupferoxid hat auch gute Bondeigenschaften in Bezug auf das zum Bilden eines Harzgehäuses 60 verwendete Harz, wodurch die mechanische Festigkeit des Gehäuses verbessert wird.
  • Das Halbleiterelement 20 ist durch Mittel wie etwa eine Silberpaste an die erste leitfähige Schicht 18a gebondet, die auf der Montageoberfläche 12 des Strahlers 10 gebildet ist. Eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußflächen 22 wird dann in einer vorgegebenen Anordnung auf der Oberfläche des Halbleiterelements 20 gebildet.
  • Der Zuleitungsträger 50 wird durchgehend um die Peripherie der Montageoberfläche 12 herum angeheftet. Dieser Zuleitungsträger 50 besteht aus einem streifenförmigen Element aus einem isolierenden Harz, das ein warmhärtendes Harz wie etwa ein Polyimid oder Epoxyharz sein könnte.
  • Der Zuleitungsträger 50 ist so angeordnet, dass ein Teil des der Montageoberfläche 12 des Strahlers 10 zugewandten Bereichs in jeder der Zuleitungen 30 befestigt ist, doch könnte der gesamte der Montageoberfläche 12 zugewandte Bereich in jeder der Zuleitungen 30 befestigt sein.
  • Innere Zuleitungen 32, die jeweils Teil der Zuleitungen 30 sind, sind durch Bonden an den Zuleitungsträger 50 in einem vorgegebenen Abstand L von dessen Enden angeheftet. So sind die inneren Zuleitungen 32 am Strahler 10 über den Zuleitungsträger befestigt, wobei dessen innere Enden frei bleiben, wie vergrößert in 6 gezeigt. Die inneren Zuleitungen 32 sind mit den Elektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 durch Drähte 42, 44a, 44b und 47 aus einem Metall wie Gold oder Silber elektrisch verbunden.
  • Das charakteristische Merkmal der oben beschriebenen Struktur liegt darin, dass ein dünner Bereich 30a in jeder der Zuleitungen 30 gebildet ist. Diese dünnen Bereiche 30a sind ausgelegt, um ein Abschälen der Zuleitungen 30 vom Zuleitungsträger 50 während des Harzvergießens in dem Prozess der Herstellung der Halbleitervorrichtung 100 zu verhindern. Dies wird später mit dem Herstellungsverfahren im Detail beschrieben.
  • Das Drahtbonden der inneren Zuleitungen 32 an die Elektrodenanschlußflächen 22 ist in 7 und 8 gezeigt. Zunächst drücken Zuleitungsandrücker 1A und 1B Endbereiche 32a der inneren Zuleitung 32 abwärts. Diese Endbereiche 32a sind frei beweglich, so dass sie um den als einen Drehpunkt wirkenden Zuleitungsträger 50 nach unten verformt werden und mit der Montageoberfläche 12 in Kontakt kommen, wie in 7 gezeigt. In diesem Zustand erfolgt das Drahtbonden, wodurch eine feste, zuverlässige Verbindung der Drähte 42 ermöglicht ist. Nach Beendigung dieses Drahtbondens werden die Zuleitungsandrücker 1A und 1B entfernt, so dass die inneren Zuleitungen 32 durch ihre eigene Elastizität in eine unterstützte horizontale Position zurückkehren, wie in 8 gezeigt. Die inneren Zuleitungen 32 sind durch den Zuleitungsträger 50 gegen den Strahler 10 elektrisch isoliert.
  • Wenn man diesen Bondprozess und die mechanische Stabilität der inneren Zuleitungen 32 betrachtet, liegt auf der Hand, dass bestimmte Anforderungen erfüllt sein müssen. Zum Beispiel müssen die Endbereiche 32a lang genug sein, um innerhalb der Grenzen ihrer elastischen Verformung in Kontakt mit der Montageoberfläche 12 zu kommen, und sie müssen auch ausreichende mechanische Festigkeit haben, so dass sie nach Beendigung des Bondens in ihre ursprüngliche horizontale Position zurückkehren können. Die Länge und die mechanische Festigkeit der Endbereiche 32a der inneren Zuleitungen 32 sollte so eingestellt sein, dass diese Bedingungen erfüllt sind. Diese Bedingungen können in unterschiedlichen Formen erreicht werden, je nach Faktoren wie etwa der Größe der Vorrichtung, den Konstruktionsmerkmalen des Halbleiterelements und der Stärke der Zuleitungen. Der Zuleitungsträger 50 muss auch bestimmte Anforderungen erfüllen. Zum Beispiel muss er in der Lage sein, die inneren Zuleitungen 32 stabil zu unterstützen, er muss eine ausreichende Dicke haben, um eine elektrische Isolation der Endbereiche 32a der inneren Zuleitungen 32 vom Strahler 10 zu ermöglichen, und er darf bei Wärmebehandlung nur minimale Verformungen oder Qualitätseinbußen erleiden.
  • In Anbetracht der obigen Punkte können die folgenden Konstruktionsregeln als Zahlenbeispiele für die in 6 gezeigten Parameter gegeben werden, wobei W die Breite des Zuleitungsträgers 50, T die Dicke des Zuleitungsträgers 50, L die Länge jedes freien Endes 32a der inneren Zuleitungen 32 und t die Dicke der inneren Zuleitungen 32 ist:
    • W: 0,5 mm bis 2 mm
    • T: 0,025 mm bis 0,125 mm
    • t: 0,10 mm bis 0,30 mm
    • L: wenigstens 2,0 mm und mehr.
  • Die Verbindung der Erddrähte wird nun mit Bezug auf 4 und 6 beschrieben.
  • Die leitfähigen Schichten 18a und 18b auf dem Strahler 10 wirken als Erdungsoberflächen. Genauer gesagt kann die erste leitfähige Schicht 18a gemeinsam gemacht werden, indem eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußflächen 22 mit der freiliegenden Oberfläche der ersten leitfähigen Schicht 18a durch Erdungsdrähte 44a verbunden wird. Entsprechend können die zweiten leitfähigen Schichten 18b als Erdungsoberflächen für die inneren Zuleitungen 32 verwendet werden, indem die Zuleitungen mit den zweiten leitfähigen Schichten 18b durch Erdungsdrähte 44b verbunden werden. Auf diese Weise wirken die leitfähigen Schichten 18a und 18b als eine gemeinsame Erdungsschicht für die Elektrodenanschlußflächen 22 bzw. als getrennte Erdungsschichten für die inneren Zuleitungen 32. Dies ermöglicht eine Verringerung der Zahl der zum Erden zusammengelegten Zuleitungen, wodurch sich die Zahl der für andere Anwendungen wie etwa Signalleitungen verfügbaren Zuleitungen erhöht, wodurch sich die Flexibilität der Verdrahtungskonstruktion erhöht.
  • Die durch die leitfähigen Schichten 18a und 18b geschaffene Erdung kann viele Formen annehmen, wie in den nachfolgenden Beispielen.
    • a) Wenn keine Masse auf Seiten der Elektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 vorhanden ist, wird ein Weg von der Rückseite des Halbleiterelements 20 durch den Strahler 10 zu den leitfähigen Schichten 18a und 18b geschaffen, und wenigstens eine der inneren Zuleitungen 32 wird mit den leitfähigen Schichten 18a und 18b verbunden. Dadurch ist es möglich, das Potential an der Rückseite des Halbleiterelements 20 an das Potential der inneren Zuleitungen 32 anzugleichen. Wenn der Strahler 10 auf Erdpotential ist, sind auch die Rückseite des Halbleiterelements 20 und die inneren Zuleitungen 32 auf Erdpotential.
    • b) Eine große Zahl von Elektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 sind mit den leitfähigen Schichten 18a und 18b verbunden und einige wenige der inneren Zuleitungen 32 sind mit den leitfähigen Schichten 18a und 18b verbunden. Wenn der Strahler 10 auf Erdpotential ist, sind auch die Potentiale der Elektrodenanschlußflächen 22 und der inneren Zuleitungen 32 auf Erdpotential. Dadurch wird durch eine kleine Zahl von inneren Zuleitungen 32 eine große Zahl von Erdungspunkten für das Halbleiterelement 20 erhalten, und ein stabiles Erdpotential wird erhalten.
    • c) Ein Weg ist von der Rückseite des Halbleiterelements 20 durch den Strahler 10 zu den leitfähigen Schichten 18a und 18b gebildet. Eine der Elektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 ist mit den leitfähigen Schichten 18a und 18b verbunden; und eine innere Zuleitung 32, die geerdet ist, ist mit den leitfähigen Schichten 18a und 18b verbunden. Wenn der Strahler 10 auf Erdpotential ist, sind auch die Potentiale der Rückseite des Halbleiterelements 20, der Elektrodenanschlußflächen 22 und der inneren Zuleitungen 32 auf Erdpotential. Da dadurch die Potentiale von Komponenten wie etwa der Rückseite des Halbleiterelements, der Elektrodenanschlußflächen 22 und der inneren Zuleitungen 32 auf das gleiche Potential gesetzt werden können, ist das Potential des Halbleiterelements 20 stabilisiert, und dadurch ist der Betrieb stabilisiert.
  • Die Rahmenzuleitung 36 ist so angeordnet, dass sie weder mit dem Halbleiterelement 20 noch mit den inneren Zuleitungen 32 in Kontakt ist, und sie ist vorzugsweise in einer solchen Position vorgesehen, dass sie von den leitfähigen Schichten 18a und 18b in dieser Ebene beabstandet ist, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Diese Rahmenzuleitung 36 ist von vier Trägerzuleitungen 38 stabil unterstützt. Ein Bereich jeder der Trägerzuleitungen 38 ist durch den Zuleitungsträger 50 fixiert.
  • Die Rahmenzuleitung 36 hat eine Mehrzahl von Identifizierungsvorsprüngen 36a, die daran an vorgegebenen Positionen gebildet sind, wie in 4 gezeigt. Diese Identifizierungsvorsprünge 36a erleichtern die Identifizierung von Bondpositionen während des Drahtbondprozesses.
  • Mit anderen Worten findet das Drahtbonden wie nachfolgend beschrieben statt. Bezugskoordinaten für die Elektrodenanschlußflächen 22 auf dem Halbleiterelement 20 und die Bondpositionen der Rahmenzuleitung 36 werden vorab gespeichert. Bilderkennung wird benutzt, um eventuelle Abweichungen von den tatsächlichen Koordinaten der zu bondenden Elektrodenanschlußflächen 22 und der Rahmenzuleitung 36 zu erfassen, und diese werden verwendet, um korrigierte Koordinaten zu berechnen. Das Drahtbonden wird dann automatisch und kontinuierlich durchgeführt. Während dieses Prozesses dienen die Identifizierungsvorsprünge 36a als Marke zur Erfassung der Bondpositionen durch das Bilderkennungssystem.
  • Diese Rahmenzuleitung 36 wird als eine Zuleitung für die Versorgungsspannung (Vcc) oder eine Bezugsspannung (Vss) verwendet. Wenn die Rahmenzuleitung 36 z. B. als Vcc-Zuleitung verwendet wird, wird eine Mehrzahl von Energieversorgungs-Elektrodenanschlußflächen 22 und eine kleine Zahl von inneren Zuleitungen 32 mit der Rahmenzuleitung 36 über entsprechende Energieversorgungsdrähte 46 verbunden. Dies ermöglicht eine starke Verringerung der Anzahl der zur Energieversorgung verwendeten Zuleitungen. Dadurch wird es möglich, die relative Anzahl von als Signalleitungen verwendeten Zuleitungen zu vergrößern, was eine Erhöhung der Flexibilität der Verdrahtung zwischen den Elektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 und den inneren Zuleitungen 32 ermöglicht, was unter dem Konstruktionsgesichtspunkt vorteilhaft ist.
  • Durch die Bereitstellung der Rahmenzuleitung 36 ist es auch möglich, entweder eine vorgegebene Versorgungsspannung oder eine Referenzspannung einer beliebigen Elektrodenanschlußfläche 22 an beliebiger Position des Halbleiterelements 20 zuzuführen und so eine Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Verringerung des Stromversorgungsrauschens zu ermöglichen.
  • Da die Rahmenzuleitung 36 außerhalb des Halbleiterelements 20 positioniert ist, gibt es wenig räumliche Einschränkungen, und so kann die Rahmenzuleitung 36 breit genug gemacht werden. Wenn also die Rahmenzuleitung 36 als Energieversorgungszuleitung verwendet wird, kann deren elektrischer Widerstand verringert werden und so eine stabile Spannung einer beliebigen Position auf dem Halbleiterelement 20 zugeführt werden.
  • Da außerdem die leitfähigen Schichten 18a und 18b der Rahmenzuleitung zugewandt sind, wirkt die gesamte Anordnung als ein Kondensator, wenn die Rahmenzuleitung 36 als Energieversorgungszuleitung benutzt wird, wodurch nicht nur Energieversorgungsrauschen verringert, sondern auch eine schnelle Antwort ermöglicht wird.
  • Die Hauptfunktionen und Operationen der Halbleitervorrichtung 100 sind nachfolgend zusammengefasst.
    • 1. Die von dem Halbleiterelement 20 erzeugte Wärme wird durch den gut wärmeleitenden Strahler 10 der Halbleitervorrichtung 100 verteilt und wird dann über die freiliegende Oberfläche 14, die aus dem Harzgehäuse 60 herausschaut, nach außen abgegeben. Die Gestaltung des Strahlers 10 mit einem Querschnitt in Form eines umgekehrten T macht es möglich, die Oberflächenausdehnung des Strahlers 10 zu vergrößern und damit dessen Wärmeabstrahlungswirkung zu verstärken.
  • Der Abstand von der freiliegenden Oberfläche 14 zur Montageoberfläche 12 kann stark vergrößert werden, indem eine gestufte Konfiguration für die Oberfläche vorgesehen wird, die der Montageoberfläche 12, die das Halbleiterelement 20 trägt, gegenüberliegt, so dass eine Beeinträchtigung der Eigenschaften der resultierenden Vorrichtung durch den Einfluss von Gasen, Wasser oder anderem Fremdmaterial minimiert werden kann. Zusätzlich können Kurzschlüsse von den inneren Zuleitungen 32 oder der Rahmenzuleitung 36 zum Strahler 10 durch das Vorhandensein der Isolierschicht 16 auf der Oberfläche des Strahlers 10 verhindert werden. Die dunkle Farbe der Isolierschicht 16 erleichtert die Erkennung der Zuleitungen während des Drahtbondprozesses, und die Isolierschicht 16 verstärkt auch den Zusammenhalt mit dem Harzgehäuse 60.
    • 2. Die Rahmenzuleitung 36 ist zwischen dem Halbleiterelement 20 und den inneren Zuleitungen 32 vorgesehen, und diese Rahmenzuleitung 36 kann als eine Energieversorgungszuleitung (Vcc- oder Vss-Zuleitung) verwendet werden. Dies bedeutet, dass eine kleine Zahl von inneren Zuleitungen 32 verwendet werden kann, um eine vorgegebene Spannung stabil Energieversorgungs-Elektrodenanschlußflächen 22 zuzuführen, die an beliebigen gewünschten Stellen auf dem Halbleiterelement gebildet sind, wodurch das Energieversorgungsrauschen verringert wird und eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit möglich wird.
  • Die Rahmenzuleitung 36 erlaubt es auch, eine gemeinsame Energieversorgungszuleitung vorzusehen, so dass die Zuleitung, die durch die Verwendung dieser gemeinsamen Zuleitung freiwerden, als Signalzuleitungen verwendet werden können, was die Flexibilität der Verdrahtungskonstruktion verbessert.
  • Da außerdem die Rahmenzuleitung 36 die Identifizierungsvorsprünge 36a hat, ist die Überprüfung der Bondpositionen durch ein Bilderkennungssystem während des Drahtbondprozesses zuverlässig und einfach.
    • 3. Die leitfähigen Schichten 18a und 18b, die mit dem leitfähigen Strahler 10 elektrisch verbunden sind, sind auf der Montageoberfläche 12 des Strahlers 10 vorgesehen, und entweder die Erdelektrodenanschlußflächen 22 des Halbleiterelements 20 oder die inneren Zuleitungen 32 sind mit den leitfähigen Schichten 18a oder 18b durch entsprechende Erdungsdrähte 44a oder 44b verbunden. Dies bedeutet, dass eine beliebige Region nach Bedarf geerdet werden kann. Da es so möglich ist, die Anzahl der Erdungszuleitungen zu verringern, sind mehr Zuleitungen zur Verwendung beispielsweise als Signalzuleitungen verwendbar, wodurch die Flexibilität der Verdrahtungskonstruktion weiter verbessert wird.
  • Es wird nun das Verfahren zur Herstellung dieser Halbleitervorrichtung 100 beschrieben.
  • Die Beschreibung betrifft zunächst mit Bezug auf 9 einen Zuleitungsrahmen 1000. Der Zuleitungsrahmen 1000 ist beispielsweise aufgebaut aus den Zuleitungen 30 (bestehend aus den inneren Zuleitungen 32 und den äußeren Zuleitungen 34), der Rahmenzuleitung 36 und den Trägerzuleitungen 38, die alle in einem vorgegebenen Muster einteilig mit einem Substratrahmen 70 und von diesem getragen ausgebildet sind. Die äußeren Zuleitungen 34 sind auch durch einen Riegelbereich 72 miteinander verbunden und verstärkt. Die inneren Zuleitungen 32 erstrecken sich von den äußeren Zuleitungen 34 aus, wobei sie eine vorgegebene zentrale Region (das Vorrichtungsloch) freilassen. Die Rahmenzuleitung 36 ist in dieser Region angeordnet, die vier Ecken der Rahmenzuleitung 36 sind von den Trägerzuleitungen 38 getragen, und jede der Trägerzuleitungen 38 ist mit dem Riegelbereich 72 verbunden.
  • Die Rahmenzuleitung 36 ist zwar von vier Trägerzuleitungen 38 getragen, doch genügt es, dass die Trägerzuleitungen 38 die Rahmenzuleitung 36 stabil tragen, und andere Anordnungen und Zahlen von Trägerzuleitungen sind möglich, so etwa zwei einander gegenüberliegend angeordnete Zuleitungsträger.
  • Die leitfähigen Schichten 18a und 18b werden dann durch ein Verfahren wie etwa Silberplattieren auf vorgegebenen Regionen des Strahlers 10 gebildet, der den großen Bereich 10a und den kleinen Bereich 10b umfasst, wie in 4 und 5 gezeigt. Diese leitfähigen Schichten 18a und 18b werden maskiert, und der Strahler 10 wird in ein Fluid wie etwa „Ebonol" (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von Meltex Co., mehrere Sekunden eingetaucht, um die Oberfläche zu oxidieren und so die Isolierschicht 16 zu bilden. Eine auf diese Weise gebildete Isolierschicht hat z.B, eine Dicke von 2 μm bis 3 μm und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1013 Ωcm und mehr und weist folglich eine anerkannt Isolationseigenschaften auf.
  • Es ist auch möglich, die obige Prozedur umzukehren und die leitfähigen Schichten 18a und 18b zu bilden, nachdem die Isolierschicht 16 gebildet worden ist.
  • Das Halbleiterelement 20 wird auf der Montageoberfläche 12 des auf diese Weise erhaltenen Strahlers 10 an einer vorgegebenen Position unter Verwendung eines leitfähigen Klebstoffs wie etwa Silberpaste gebondet. Anschließend werden der Strahler 10, der Zuleitungsträger 50 und der Zuleitungsrahmen 1000 ausgerichtet und übereinander plaziert, und diese drei Komponenten werden zusammen durch Heißkompressionsbonden unter Verwendung eines Klebstoffs wie etwa Epoxyharz fixiert. Eine Drahtbondmaschine wird dann verwendet, um Signaldrähte 42, Erdungsdrähte 44a und 44b und Energieversorgungsdrähte 46 in einem vorgegebenen Muster durch ein herkömmliches Verfahren zu befestigen.
  • Während dieses Drahtbondprozesses ist es möglich, Probleme wie etwa solche, die durch Kontakte zwischen benachbarten Drähten verursacht werden, zu vermeiden und so ein zuverlässiges Drahtbonden zu gewährleisten, indem das Drahtbonden so ausgeführt wird, dass Positionen mit kürzeren Bondabständen zuerst bearbeitet werden. Die Abfolge könnte also sein: Bonden der Erdungsdrähte 44b, dann Bonden der Energieversorgungsdrähte 46 und schließlich Bonden der Signaldrähte 42.
  • Der Strahler 10, auf dem das Halbleiterelement 20 und die Zuleitungen 30 bereitgestellt sind, wird dann in einer oberen Form 200 und einer unteren Form 202 plaziert, wie in 1 gezeigt, und ein Gießformen wird unter Verwendung eines Harzes wie etwa Epoxyhair durchgeführt, um das Harzgehäuse 60 zu bilden (siehe 5). Dieses Gießformen wird vorzugsweise mit aus dem Harzgehäuse 60 herausschauender freiliegender Oberfläche 14 des Strahlers 10 durchgeführt.
  • Um sicherzustellen, dass dies geschieht, muss der Strahler 10 in engen Kontakt mit der unteren Form 202 gebracht werden, um zu verhindern, dass das Harz zwischen den Strahler 10 und die untere Form 202 eindringt.
  • Aus diesem Grund wird jede Zuleitung 30 von der oberen Form 200 in Richtung ihrer am Zuleitungsträger 50 haftenden Oberfläche gedrückt, wie in 2 gezeigt, so dass der Strahler 10 in engen Kontakt mit der unteren Form gebracht wird. Eine Vorbedingung für diese Prozedur ist, dass die untere Form 202 so konstruiert sein muss, dass die Zuleitung 30 über einem Klemmbereich 202a der unteren Form 202 aufgehängt sind, wie in 1 gezeigt.
  • Genauer gesagt muss die Summe (h + T) aus der Höhe h des Strahlers 10 und der Dicke T des Zuleitungsträgers 50 größer als die Tiefe h1 der unteren Form 202 sein, das heißt: h + T > h1. Wenn z. B. die Tiefe h1 der unteren Form 202 1,6 mm ist, die Höhe h des Strahlers 1,635 mm ist und der Fehler von h ± 0,035 mm ist, ist die Dicke des Zuleitungsträgers 50 vorzugsweise 0,1 mm. Deshalb ist auch im schlechtesten Falle, in dem der Fehler h – 0,035 mm ist, h + T = 1.635 – 0,035 + 0,1 = 1,7 mm > h1,so dass die Beziehung h + T > h1 erfüllt ist.
  • Da die Zuleitungen 30 so in einem Zustand positioniert sind, in dem sie über der unteren Form 202 aufgehängt sind, wirkt die auf die Zuleitungen 30 von der oberen Form 200 ausgeübte externe Kraft auch auf den Strahler 10. Diese von der oberen Form 200 ausgeübte externe Kraft drückt den Strahler 10 ständig nach unten, so dass der Strahler 10 so gehalten ist, dass er auch der Kraft des in die Form fließenden Harzes widersteht.
  • Ein charakteristisches Merkmal der oben beschriebenen Konfiguration ist die Bildung eines dünnen Bereichs 30a in jeder der Zuleitungen 30. Mit anderen Worten, wenn die Zuleitungen 30 in einer gleichförmigen Dicke gebildet werden, könnten sich die Zuleitungen 30 von dem Zuleitungsträger 50 unter der Einwirkung des oben erwähnten Drucks abschälen, wie in 13 gezeigt. Die Bildung des dünnen Bereichs 30a macht es jedoch für jede Zuleitung einfach, sich elastisch zu verformen und dieses Problem zu vermeiden. Eine Vergrößerung der Umgebung eines der dünnen Bereiche 30a ist in 3 gezeigt.
  • Genauer gesagt ist der dünne Bereich 30a durch ein Nassätzverfahren in der Oberfläche jeder Zuleitung 30 gebildet, die deren am Zuleitungsträger 50 befestigter Oberfläche gegenüberliegt. Dies bedeutet, dass der dünne Bereich 30a gebildet ist durch die Erzeugung eines konkaven Bereichs mit abgerundeten Kanten. Da dieser dünne Bereich 30a als ein konkaver Bereich mit abgerundeten Kanten gebildet ist, ist es für einen Riss schwierig, sich auszubreiten, wenn die Zuleitung 30 elastisch verformt wird.
  • Die Region, in der der dünne Bereich 30a gebildet ist, ist ca. 1 mm innerhalb der zwischen der oberen Form 200 und der unteren Form 202 eingeklemmten Position angesiedelt. Dadurch wird verhindert, dass der dünne Bereich 30a zwischen der oberen Form 200 und der unteren Form 202 eingeklemmt wird, und das eindringende Harz kann nicht an dem dünnen Bereich 30a ausströmen.
  • Außerdem ist der dünne Bereich 30a vorzugsweise recht lang ausgebildet, so dass ein großer Bereich der Zuleitung 30 sich elastisch verformen kann. In dieser Konfiguration ist der dünne Bereich 30a so ausgebildet, dass der sich bis zu einer Position oberhalb des Zuleitungsträgers 50 erstreckt. In der Praxis betrüge die Länge dieses dünnen Bereiches 30a ca. 1 mm.
  • Wenn dieser Zustand in dem in den Zuleitungsrahmen 1000 integriertem Stadium gezeigt wird (siehe 9), ist der dünne Bereich 30a über eine Länge von 1 mm in einem Abstand von 1 mm von der 0,2 mm langen Fläche ab der Innenseite des Riegelbereiches 72 gebildet, der zwischen der oberen Form 200 und der unteren Form 202 eingeklemmt ist.
  • Wenn die Dicke der Zuleitungen ca. 0,15 mm beträgt, ist die Dicke des dünnen Bereichs 30a ungefähr halb so groß: ca. 0,075 mm.
  • Diese dünnen Bereiche 30a können in allen Zuleitungen 30 gebildet sein, aber auch nur in Zuleitungen, die der größten Kraft in einer Richtung ausgesetzt sind, die sie von dem Zuleitungsträger 50 abzieht, wenn Druck von der oberen Form 200 ausgeübt wird.
  • Genauer gesagt, wenn die Gesamtzahl von Zuleitungen 30 208 ist, sind je 52 dieser Zuleitungen 30 an jeder Seite eines quadratischen Zuleitungsrahmens 1000 gebildet, doch müssen die dünnen Bereiche 30a nur in ca. 30 dieser Zuleitungen im zentralen Bereich jeder Seite gebildet sein.
  • Diese dünnen Bereiche 30a sind auf diese Regionen begrenzt, weil die Zuleitungen 30 jeweils vom Rand zur Mitte hin ausgebildet sind, die Zuleitungen 30 im zentralen Bereich kürzer als jene in den Eckbereichen sind und daher weniger in der Lage sind, sich elastisch zu verformen und stärker Gefahr laufen, sich vom Zuleitungsträger 50 abzuschälen.
  • Genauer gesagt wird aus dem vergrößerten Detail in 9 deutlich, dass wenn die Längen von zwei Zuleitungen zwischen den gestrichelten Linien verglichen werden, wobei l die Länge einer Zuleitung im zentralen Bereich ist und l' die Länge einer Zuleitung im Eckbereich ist, l < l' gilt. Es ist auch offensichtlich, dass die Länge l der Zuleitung 30 im zentralen Bereich weniger in der Lage ist, sich elastisch zu verformen als die Länge l' der Zuleitung im Eckbereich und dadurch stärker Gefahr läuft, sich vom Zuleitungsträger 50 abzuschälen.
  • Wenn also die dünnen Bereiche 30a nur in einer vorgegebenen Zahl der Zuleitungen 30 im zentralen Bereich jeder Seite gebildet sind, können die Zuleitungen 30 in diesen Gebieten daran gehindert werden, sich vom Zuleitungsträger 50 abzuschälen. Die Zuleitungen 30 in den Eckbereichen sind inhärent länger und können sich daher leicht elastisch verformen, so dass es weniger nötig ist, in diesen die dünnen Bereiche 30a zu bilden. Wenn es einfacher ist, dünne Bereich 30a in allen Zuleitungen 30 zu bilden, kann dies natürlich so gemacht werden.
  • So werden dünne Bereiche 30a in den Zuleitungen 30 gebildet. Während des Harzgießprozesses wird der Strahler 10, der mit dem Halbleiterelement 20 und den Zuleitungen 30 versehen ist, in der unteren Form 202 angeordnet, wie in 1 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zuleitungen 30 über dem Klemmbereich 202a der unteren Form 202 aufgehängt.
  • Als nächstes schließt sich die obere Form 200 abwärts gegen die untere Form 202, und ein Klemmbereich 200a der oberen Form 200 drückt die Zuleitungen 30 abwärts, wie in 2 gezeigt. Dies bewirkt eine elastische Verformung der Zuleitungen 30, insbesondere ihrer dünnen Bereiche 30a, und deren elastische Kraft bringt den Strahler 10 in engen Kontakt mit der unteren Form 202.
  • In diesem Zustand wird ein herkömmlicher Gießformprozess durchgeführt. So wird das Harz daran gehindert, unter den Strahler 10 einzudringen, und das Harzgehäuse 60 kann mit herausschauender freiliegender Oberfläche 14 gebildet werden (siehe 5).
  • Der Substratrahmen 70 (siehe 9) und der Riegelbereich 72 werden dann abgeschnitten, und die äußeren Zuleitungen 34 werden nach Bedarf gebogen.
  • Mit dem obigen Prozess ist es möglich, eine harzgedichtete Halbleitervorrichtung herzustellen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung und die damit erhaltene Vorrichtung werden nun unter Bezug auf 10 beschrieben. Zuleitungen 300 in dieser Figur haben drei dünne Bereiche 300a, 300b und 300c. An allen anderen Punkten sind die in 10 gezeigten Komponenten die gleichen wie die in 1, so dass sie gleiche Bezugszeichen tragen und eine weitere Beschreibung fortgelassen wird. Vergrößerte Details der Befestigung der Zuleitungen 300 von 10 am Strahler 10 sind in 11A und 11B gezeigt.
  • Die dünnen Bereiche 300a, 300b und 300c der Zuleitungen 300 haben die Form von vergleichsweise engen Rillen, die z. B. mit einer Breite von 0,1 mm und in einem Abstand von 0,2 mm ausgebildet sind, wie in 11 A gezeigt.
  • Wenn die breiten dünnen Bereiche 30a aus 1 durch Nassätzen erzeugt werden, wird es für möglich gehalten, dass ein Teil eines dünnen Bereiches 30a zu dünn werden könnte, weil ein solches Ätzen isotrop ist. Aus diesem Grund werden drei schmale dünne Bereiche 300a, 300b und 300c in den Zuleitungen 300 dieser Ausgestaltung gebildet. Dies verhindert, dass die dünnen Bereiche 300a, 300b und 300c zu dünn werden und kann eine Verformung, ein Brechen und Verdrehen der Zuleitungen 300 verhindern.
  • Wie in 11A gezeigt, ist der zweite dünne Bereich 300b so konstruiert, dass er am äußeren Rand des Zuleitungsträgers 50 liegt. Wie oben erwähnt, ist das Ziel der Erzeugung der dünnen Bereiche, zu verhindern, dass sich die Zuleitungen 300 vom Zuleitungsträger 50 abschälen. Deshalb ist es besonders bevorzugt, dünne Bereiche so zu bilden, dass sich die Zuleitungen 300 am Rand der Position der gegenseitigen Anhaftung biegen, wie in 11A gezeigt.
  • Die dünnen Bereiche 300a und 300c sind beiderseits des dünnen Bereiches 300b gebildet. Dadurch ist gewährleistet, dass die dünnen Bereiche 300a und 300c eine Abweichung in der Position in der Anhaftung zwischen den Zuleitungen 300 und dem Zuleitungsträger 50 kompensieren können, durch die der dünne Bereich 300b über der Position der Anhaftung am Zuleitungsträger 50 zu liegen kommt, was ihn daran hindern würde, in gewünschter Weise zu wirken.
  • Wenn z. B. der dünne Bereich 300b nach rechts verschoben ist, wie in 11B gezeigt, befindet sich der dünne Bereich 300a am äußeren Rand der linken Seite des Zuleitungsträgers 50, während sich der dünne Bereich 300c am äußeren Rand der rechten Seite des Zuleitungsträgers 50 befindet.
  • Indem der Abstand der dünnen Bereiche 300a, 300b und 300c auf 0,2 mm gesetzt wird, soll ein Fehler von ±0,3 mm in der Anhaftungsposition der Zuleitungen 300 und des Zuleitungsträgers 50 tolerierbar gemacht werden. Mit anderen Worten ist, da die Breite jedes dünnen Bereiches 0,1 mm und deren Abstand 0,2 mm ist, die Länge von Mitte zu Mitte dieser dünnen Bereiche 0,3 mm, so dass Positionierfehler von ±0,3 mm abgefangen werden können.
  • Eine Abwandlung der Zuleitungen 300 aus 11A und 11B ist in 12 gezeigt. In dieser Figur sind zusätzlich zu dünnen Bereichen 400a, 400b, 400c, die an einer Oberfläche jeder Zuleitung 400 gebildet sind, dünne Bereiche 400d, 400e und 400f an deren anderer Oberfläche gebildet. Genauer gesagt befinden sich die dünnen Bereiche an einer Oberfläche an anderen Positionen als die dünnen Bereiche in der anderen Oberfläche. Deshalb kann jede Oberfläche der Zuleitungen 400 als Befestigungsoberfläche verwendet werden, wenn die Zuleitungen 400 am Zuleitungsträger 50 befestigt werden. Allerdings verschlechtert jeder Spalt zwischen dem dünnen Bereich 400f an der Rückseite und dem Zuleitungsträger 50 die Anhaftung zwischen beiden.
  • Diese Erfindung ist eine Verbesserung an einer harzvergossenen Halbleitervorrichtung und einem Verfahren zu deren Herstellung, wie in US-Patent Nr. 5 633 529 offenbart und kann auf die Herstellung der vollständigen Halbleitervorrichtung, wie in Beschreibung und Zeichnungen dieses Dokuments offenbart, angewandt werden, dessen gesamte Offenbarung hier durch Verweis einbezogen ist.

Claims (9)

  1. Harzvergossene Halbleitervorrichtung mit: einem Halbleiterelement (20) einem Elementmontageteil (10) mit einer Montageoberfläche (12) zum Montieren des Halbleiterelements (29); einem isolierenden Zuleitungsträger (50), der auf der Montageoberfläche (12) des Elementmontageteils (10) angeordnet ist, wobei der isolierende Zuleitungsträger (50) von dem Halbleiterelement (20) beabstandet ist; einer Mehrzahl von Zuleitungen (30), die jeweils einen inneren und einen äußeren Zuleitungsabschnitt haben, wobei ein Teil des inneren Zuleitungsabschnitts an dem Elementmontageteil (10) durch Haftung an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigt ist, und einem Harzgehäuse, in dem das Elementmontageteil (10), das Halbleiterelement (20) und die inneren Zuleitungsabschnitte vergossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen (300) paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterelements (20) angeordnete innere Enden haben; die gegenüberliegenden Zuleitungen wenigstens eines Paars drei dünne Bereiche (300a, 300b, 300c) in Form von sich über die Breite der Zuleitung erstreckenden und jeweils an einer äußeren, einer mittleren und einer inneren Position entlang der Länge der Zuleitung angeordneten Rillen haben; und der Abstand zwischen den zwei sich in der mittleren Position auf den jeweils paarweise gegenüberliegenden Zuleitungen befindenden Rillen (300b) im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den paarweise gegenüberliegenden äußeren Kanten des isolierenden Zuleitungsträgers (50) ist, an dem die jeweiligen Zuleitungen befestigt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die drei dünnen Bereiche umfassen: einen ersten dünnen Bereich (300a) an einer beliebigen Position zwischen dem äußeren Zuleitungsabschnitt und der Außenseite des an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teils; einen zweiten dünnen Bereich (300b) an der Position einer Kante des an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teils; und einen dritten dünnen Bereich (300c) in dem an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teil.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das wenigstens eine Paar von Zuleitungen (300) wenigstens einen weiteren dünnen Bereich (400d bis 400f) hat, der durch eine Rille in einer Oberfläche der jeweiligen Zuleitung (300) entgegengesetzt zu derjenigen Oberfläche gebildet ist, in der die drei dünnen Bereiche (400a bis 400c) gebildet sind, und in Längsrichtung der Zuleitung in Bezug auf diese drei dünnen Bereiche versetzt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Elementmontageteil (10) ein hohes Wärmeabstrahlungsvermögen aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer um das Halbleiterelement (20) herum vorgesehenen gemeinsamen Rahmenzuleitung (36), die in einer von der Montageoberfläche (12) entfernten Position angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das wenigstens eine Paar von Zuleitungen (300) an einer Position außerhalb des an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teils gebogen ist, wobei die Zuleitung (30) in Richtung auf den isolierenden Zuleitungsträger (50) hin gebogen ist.
  7. Verfahren zum Herstellen einer harzvergossenen Halbleitervorrichtung mit den Schritten: Montieren eines Halbleiterelements (20) an einer Montageoberfläche (12) eines Elementmontageteils (10); Anordnen eines isolierenden Zuleitungsträgers (50) auf der Montageoberfläche (12), wobei der isolierende Zuleitungsträger (50) von dem Halbleiterelement (20) beabstandet ist; Befestigen einer Mehrzahl von Zuleitungen (30) an dem Elementmontageteil (10) durch Befestigen eines Teils jeder Zuleitung (30) an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) durch Anhaftung; Elektrisches Verbinden vorgegebener Bereiche des Halbleiterelements (20) durch Drahtbonden; Plazieren eines durch Schritte (a) bis (d) erhaltenen Zwischenteils in einer ersten Halbform; Setzen einer zweiten Halbform auf die erste Halbform und dadurch Bilden eines Formhohlraums, wobei das Elementmontageteil (10), das Halbleiterelement (20) und innere Zuleitungsabschnitte der Zuleitungen (30) innerhalb des Formhohlraums und äußere Zuleitungsabschnitte der Zuleitungen außerhalb des Formhohlraums positioniert sind, und Pressen von Teilen der Zuleitungen, die von dem isolierendem Zuleitungsträger (50) vorstehen, in Richtung auf den isolierenden Zuleitungsträger (50) durch die zweite Halbform; und Vergießen des Zwischenteils mit Ausnahme der äußeren Zuleitungsabschnitte in einem Harzgehäuse in der ersten und zweiten Halbform, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen (300) mit paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterelements (20) plazierten inneren Enden angeordnet werden; die gegenüberliegenden Zuleitungen wenigstens eines Paars mit drei dünnen Bereichen (300a, 300b, 300c) in Form von sich über die Breite der Zuleitung erstreckenden, jeweils an einer äußeren, einer mittleren und einer inneren Position in Längsrichtung der Zuleitung plazierten Rillen ausgebildet werden; und die Zuleitungen so angeordnet werden, dass der Abstand zwischen den zwei Rillen (300b), die in der mittleren Position an den jeweils paarweise gegenüberliegenden Zuleitungen plaziert sind, im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den paarweise gegenüberliegenden äußeren Kanten des isolierenden Zuleitungsträgers (50) ist, an dem die jeweiligen Zuleitungen befestigt sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem Schritt (e) das Einsetzen des Zwischenteils in der Weise umfasst, dass die von dem isolierenden Zuleitungsträger (50) nach außen überstehenden Teile der Zuleitungen (300) über der ersten Halbform positioniert werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das wenigstens eine Paar der Zuleitungen (300) so angeordnet wird, dass: ein erster dünner Bereich (300a) sich an einer beliebigen Position zwischen dem äußeren Zuleitungsabschnitt und der Außenseite des an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teils befindet; ein zweiter dünner Bereich (300b) sich an der Position einer Kante des an dem isolierenden Zuleitungsträger befestigten Teils befindet; und ein dritter dünner Bereich (300c) innerhalb des an dem isolierenden Zuleitungsträger (50) befestigten Teils liegt.
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