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DE4207198A1 - Zufuehrungsrahmen und halbleitervorrichtung, welche den zufuehrungsrahmen verwendet - Google Patents

Zufuehrungsrahmen und halbleitervorrichtung, welche den zufuehrungsrahmen verwendet

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Publication number
DE4207198A1
DE4207198A1 DE19924207198 DE4207198A DE4207198A1 DE 4207198 A1 DE4207198 A1 DE 4207198A1 DE 19924207198 DE19924207198 DE 19924207198 DE 4207198 A DE4207198 A DE 4207198A DE 4207198 A1 DE4207198 A1 DE 4207198A1
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DE
Germany
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feed
plate
lead
terminal
connection
Prior art date
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Application number
DE19924207198
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English (en)
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DE4207198C2 (de
Inventor
Kiyoaki Tsumura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Application granted granted Critical
Publication of DE4207198C2 publication Critical patent/DE4207198C2/de
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zuführungsrahmen, bei dem zur Erhöhung der Anzahl der Anschlußstifte eine größere Anzahl von Zuführungen vorgesehen ist, und bei dem die elektrischen Eigenschaften und die Wärmeabstrahlung verbessert ist, und bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, welche einen derartigen Zuführungsrahmen verwendet.
Fig. 21 stellt in Draufsicht einen Zuführungsrahmen dar, und Fig. 22 zeigt einen Schnittansicht, welche entlang der Linien A-A aus Fig. 21 genommen ist. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen Zuführungsrahmen, und die Bezugsziffer 11 bezeichnet Zuführungen, von denen jede einen äußeren Zuführungsabschnitt 12 und einen inneren Zuführungsabschnitt 13 aufweist. Die Bezugsziffer 14 bezeichnet einen Plättchenanschluß, und die Bezugsziffer 15 bezeichnet Hängezuführungen zum Aufhängen des Plättchenanschlusses 14 an seinen vier Ecken. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet Verbindungsstege zum Verbinden der jeweiligen Zuführungen 11 mit den Hängezuführungen 15, so daß die Zuführungen 11 gesichert sind. Wie ein Rahmen 17 werden die Verbindungsstege 16 während des Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtungen ausgeschnitten, um die jeweiligen Zuführungen 11 voneinander zu trennen. Sämtliche der vorstehend beschriebenen Komponenten werden durch den Rahmen 17 gestützt, der sich nach außerhalb dieser Komponenten erstreckt, die in dem Zuführungsrahmen 10 gebildet sind. Typischerweise wird eine Platte mit einem Stempel herausgestanzt, oder eine solche wird zur Bildung des Rahmens 17 chemisch geätzt, wie es in Fig. 21 dargestellt ist. In den meisten Fällen sind die Oberflächen des Plättchenanschlusses 14 und die inneren Zuführungsabschnitte 13 mit Silber (Ag), Gold (Au), oder Kupfer (Cu) plattiert. Der Plättchenanschluß 14 wird anschließend nach unten gedrückt, wie es in Fig. 22 dargestellt ist.
Der genaue Aufbau der Verbindungsstege 16 und des Rahmens 17 sind für die vorliegende Erfindung nicht von besonderem Interesse, so daß deren genaue Erläuterungen und Darstellungen im folgenden weggelassen ist.
Fig. 23 zeigt in Draufsicht den inneren Aufbau einer Halbleitervorrichtung, welche den Zuführungsrahmen 10 gemäß Fig. 21 verwendet, und Fig. 24 zeigt eine entlang der Linie B-B aus Fig. 23 genommene Schnittansicht. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Halbleiterchip; die Bezugsziffer 21 bezeichnet eine große Anzahl von Elektroden-Kontaktstellen aus Aluminium, welche auf einer Oberfläche des Halbleiterchips 20 angeordnet sind; die Bezugsziffer 30 bezeichnet ein Plättchen-Bond-Material; und die Bezugsziffer 40 bezeichnet dünne Metalldrähte (Au-Drähte). Ein Kunststofformabschnitt 50 zum Kunststoffvergießen der Halbleitervorrichtung ist durch gestrichelte Linien angedeutet.
Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren für eine derartige Halbleitervorrichtung beschrieben. Zunächst wird der Halbleiterchip 20 auf dem Plättchenanschluß 14 mit dem Plättchen-Bond-Material 30 angeordnet. Als Plättchen-Bond- Material 30 wird ein Material verwendet, welches hauptsächlich aus einem Lötmittel oder einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht. Als nächstes wird Wärmeenergie an die Spitze von jedem Au-Draht 40 mit einem Durchmesser von etwa 30 µm zugeführt, so daß eine (nicht näher dargestellte) Metallkugel ausgebildet wird. Die Metallkugel wird gegen jede Elektrodenkontaktstelle 21 auf dem aufgewärmten Halbleiterchip 20 gepreßt, während gleichzeitig Ultraschallschwingungen durchgeführt werden. Somit wird eine feste intermetallische Verbindung zwischen der Metallkugel und jeder Elektrodenkontaktstelle 21 erzeugt. Der Au-Draht 40 wird anschließend herausgeführt und gegen jeden inneren Zuführungsabschnitt 13 gepreßt, während zur selben Zeit Ultraschallschwingungen vorgesehen werden. Somit wird auch zwischen dem Au-Draht 40 und jedem inneren Zuführungsabschnitt 13 eine innermetallische Verbindung hergestellt. Das erläuterte Verfahren ist auch als Ultraschall-Thermokompressionsbondverfahren bekannt. Die derart ausgebildeten Zuführungen 11 in der Nähe der inneren Zuführungsabschnitten 13 des Zuführungsrahmens 10 und des Halbleiterchips 20 werden sämtlich kunststoffvergossen, wie es durch den Kunststofformabschnitt 50 dargestellt ist. Auf diese Weise wird die Halbleitervorrichtung fertiggestellt.
Dabei besteht das Problem, daß bei einem Durchmesser von beispielsweise 30 µm und einer Länge von beispielsweise über 3,0 mm des Au-Drahtes 40 die Schleifenform des Drahtes nicht stabil ist, da auf relativ leichte Weise ein Verbiegen und Durchhängen des Drahtes auftreten kann.
Wegen des Aufbaues der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung ergeben sich bei der Erhöhung der Anzahl der Anschlüsse auf dem Halbleiterchip, und bei der Verkleinerung der Chipdesignregeln von einem Standard von 1,3 mm (für Einmega-DRAMs) zu einem Standard von 1,0 µm (für Viermega-DRAMs), und weiterhin zu einem Standard von 0,8 µm (für 16-Mega-DRAMs) eine entsprechende Bildung von verkleinerten Elektrodenkontaktstellen auf einem verkleinerten Halbleiterchip. In der Folge erreicht die Breite der inneren Zuführungabschnitte eine Prozeßgrenze.
Aus diesem Grunde wird es unmöglich, die inneren Zuführungsabschnitte nahe den Elektroden-Kontaktstellen zu erstrecken. Folglich muß die Au-Drahtschleifenbildung zur Verbindung der inneren Zuführungsabschnitte mit den Elektrodenkontaktstellen bezüglich deren optimalen Längen übermäßig ausgedehnt werden. Dadurch ergibt sich eine verschlechterte Qualität der Drahtschleifenbildung, wie beispielsweise Verbiegen und Durchhängen mit dem Ergebnis, daß eine stabile Massenproduktion der Halbleitervorrichtungen nicht mehr gewährleistet werden kann.
Demgemäß liegt der Erfindung zur Lösung dieses Problems die Aufgabe zugrunde, einen Zuführungsrahmen zur Verfügung zu stellen, der eine Erhöhung der Anzahl von Zuführungen (Anschlüssen) ermöglicht, und gleichzeitig die Aufrechterhaltung der optimalen Länge der Drähte.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, einen Zuführungsrahmen mit geringer Induktanz zur Verfügung zu stellen, bei dem die Wärmeabstrahlung und die Signalübertragungsverzögerung verbessert ist, und bei dem die durch einen Halbleiterchip erzeugte Wärme auf effiziente Weise verteilt werden kann.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der der Zuführungsrahmen entsprechend der Erfindung verwendbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1, 7, 14, 15 angegebenen Merkmale.
Der erfindungsgemäße Zuführungsrahmen in seiner ersten Ausbildung weist auf: einen Plättchenanschluß, eine größere Anzahl von Zuführungen, die radial um den Plättchenanschluß um einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, einen Hauptzuführungsrahmen, mit dem integriert ausgebildet ist ein Rahmen, der sich nach außen erstreckt, so daß die Außenseiten der großen Anzahl von Zuführungen gestützt sind, eine große Anzahl von Anschlußzuführungen (Metallverdrahtung), die auf einer isolierenden Kunststoffschicht gebildet sind und sich radial von der Seite des Plättchenanschlusses des Hauptzuführungsrahmens zu den Zuführungen erstrecken, und eine Anschlußzuführungsplatte, die mit den Innenseiten der Zuführungen des Hauptzuführungsrahmens gebondet ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Zuführungsrahmen vorgesehen, bei dem eine Grund- Kontaktstelle vorgesehen ist, bei der ein innerer Zuführungsabschnitt einer Grund-Zuführung aus der großen Anzahl von Zuführungen, welche auf dem Hauptzuführungsrahmen des Zuführungsrahmens entsprechend der Erfindung gebildet sind, sich entlang des Plättchenanschlusses erstrecken, wobei die Anschlußzuführungsplatte mit dem Grund-Anschluß verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, bei der ein Halbleiterelement an dem Plättchenanschluß gemäß der Erfindung angeordnet ist, und ein Verdrahtungsbondverfahren zwischen der großen Anzahl von auf dem Halbleiterchip angeordneten Elektrodenkontaktstellen und den inneren Enden der großen Anzahl von auf den Anschlußzuführungsplatten gebildeten Anschlußzuführungen, zwischen den Grund-Elektroden und den Grund-Kontaktstellen, und zwischen den äußeren Enden der Anschlußzuführungen und den inneren Zuführungsabschnitten der Zuführungen des Hauptrahmens durchgeführt wird, und die obigen Komponenten kunststoffvergossen sind.
Erfindungsgemäß werden die auf der isolierenden Kunststoffschicht der Anschlußzuführungsplatte gebildeten Anschlußzuführungen durch Ätzen von Kupferfolien strukturiert, welche dünner sind als der Standardzuführungsrahmen. Es ist somit möglich, eine Schaltungsstrukturierung auszubilden, welche feiner ist als der Zuführungsrahmen, und die Anzahl der Anschlußstellen über die derzeitige Prozeßgrenze eines Zuführungsrahmens anzuheben, d. h. eine Struktur, bei der ein sogenanntes tape­ automatisiertes Bond-Tape (im folgenden als TAB-Tape bezeichnet) mit dem Zuführungsrahmen kombiniert ist. Des weiteren kann durch Verändern der Länge der Anschlußzuführungen die Drahtlänge genau zwischen den Anschlußzuführungen und den Elektrodenkontaktstellen und zwischen den Anschlußzuführungen und den inneren Zuführungsabschnitten ausgewählt werden.
Da das Material des Hauptzuführungsrahmens aus einer Kupferlegierung hergestellt werden kann, und da die Grund- Anschlüsse vorgesehen werden, welche große Flächen aufweisen und sich auf derartige Weise erstrecken, daß eine Ebene zu den inneren Zuführungsabschnitten der Grund-Zuführungen gebildet wird, ermöglichen des weiteren diese Grund- Anschlüsse mit den breiten Flächen eine hohe Wärmeabstrahlung und eine Verringerung der Induktanz der Zuführungen.
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 des inneren Aufbaues einer Halbleitervorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine entlang der Linie F-F aus Fig. 1 genommene Schnittansicht;
Fig. 3 eine Draufsicht des inneren Aufbaues der Halbleitervorrichtung entsprechend von Ausführungsbeispielen der Erfindung;
Fig. 4 eine entlang der Linie G-G aus Fig. 3 genommene Schnittansicht;
Fig. 5 eine Draufsicht eine Ausführungsbeispieles einer Anschlußzuführungsplatte, welche einen Zuführungsrahmen gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 6 eine entlang der Linie C-C aus Fig. 5 genommene Schnittansicht;
Fig. 7 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieles eines Hauptzuführungsrahmens, der den Zuführungsrahmen entsprechend der Erfindung darstellt;
Fig. 8 eine entlang der Linie D-D aus Fig. 7 genommene Schnittansicht;
Fig. 9 eine Draufsicht eines Zuführungsrahmens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welcher die Anschlußzuführungsplatte gemäß Fig. 5 und den Hauptzuführungsrahmen gemäß Fig. 7 darstellt;
Fig. 10 eine entlang der Linie E-E aus Fig. 9 genommene Schnittansicht;
Fig. 11 eine Draufsicht zur Darstellung der inneren Struktur der Halbleitervorrichtung entsprechend von Ausführungsbeispielen den Erfindung;
Fig. 12 eine entlang der Linie H-H aus Fig. 11 genommene Schnittansicht;
Fig. 13 eine Draufsicht zur Darstellung der inneren Struktur einer Halbleitervorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 14 eine entlang der Linie L-L aus Fig. 13 genommene Schnittansicht;
Fig. 15 eine Draufsicht eines Zuführungsrahmens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welcher eine Anschlußzuführungsplatte gemäß Fig. 17 und einen Hauptzuführungsrahmen gemäß Fig. 9 darstellt;
Fig. 16 eine entlang der Linie K-K aus Fig. 15 genommene Schnittansicht;
Fig. 17 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieles einer Anschlußzuführungsplatte, welche einen Zuführungsrahmen entsprechend der Erfindung darstellt;
Fig. 18 eine entlang der Linie I-I aus Fig. 17 genommene Schnittansicht;
Fig. 19 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieles eines Hauptzuführungsrahmens, welcher den Zuführungsrahmen entsprechend der Erfindung darstellt;
Fig. 20 eine entlang der Linie J-J aus Fig. 19 genommene Schnittansicht;
Fig. 21 eine Draufsicht eines Zuführungsrahmens;
Fig. 22 eine entlang der Linie A-A aus Fig. 21 genommene Schnittansicht;
Fig. 23 eine Draufsicht des inneren Aufbaues einer Halbleitervorrichtung, welche den Zuführungsrahmen gemäß Fig. 21 verwendet; und
Fig. 24 eine entlang der Linie B-B aus Fig. 23 genommene Schnittansicht.
Fig. 5 zeigt in Draufsicht eine Anschlußzuführungsplatte 60, die für einen Zuführungsrahmen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendbar ist, und Fig. 6 stellt eine entlang der Linie C-C aus Fig. 5 genommene Schnittansicht dar. Die Bezugsziffer 61 bezeichnet eine isolierende Kunststoffschicht; die Bezugsziffer 62 bezeichnet Anschlußzuführungen (Kupferfolien), die auf der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildet sind; und die Bezugsziffer 63 bezeichnet eine auf den Rändern der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildete hitzehärtbare Klebstoffschicht. Die Bezugsziffer 64 bezeichnet eine in der Mitte der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildete Durchgangsöffnung. Ein nachfolgend beschriebener Plättchenanschluß wird in die Durchgangsöffnung 64 gedrückt und eingepaßt. Die isolierende Kunststoffschicht 61 ist aus einem Glasepoxykunststoff oder Polyimid (einem wärmebeständigen makromolekularen Material) hergestellt. Kupferfolien werden beispielsweise mit den Anschlußzuführungen 62 zur Ausbildung von Strukturierungen gebondet. Die Oberflächen der strukturierten Anschlußzuführungen 62 werden anschließend mit Silber (Ag), Gold (Au) oder Kupfer (Cu) plattiert.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht eines Hauptzuführungsrahmens 70, der für den Zuführungsrahmen entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendbar ist, und Fig. 8 stellt eine entlang der Linie D-D aus Fig. 7 genommene Schnittansicht dar. Die Bezugsziffer 11 bezeichnet Zuführungen, von denen jede einen äußeren Zuführungsabschnitt 12 und einen inneren Zuführungsabschnitt 13 aufweist; die Bezugsziffer 14 bezeichnet den Plättchenanschluß; die Bezugsziffer 15 bezeichnet Hängezuführungen zum Aufhängen des Plättchenanschlusses 14 an seinen vier Ecken; und die Bezugsziffer 16 bezeichnet Verbindungsstege zum Verbinden der jeweiligen Zuführungen 11 in einer Reihe, so daß sie gesichert sind. Ein nicht näher dargestellter Rahmen (vgl. die Bezugsziffer 17 in Fig. 21) erstreckt sich nach außen von diesen Verbindungsstegen zur Stützung der Stege. Wie bei der eingangs beschriebenen Art und Weise wird typischerweise eine Platte mit einem Stempel ausgestanzt, oder wird chemisch geätzt zur Ausbildung des Hauptzuführungsrahmens 70, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Zuführungen 11 sind kürzer als die in den Fig. 21-24 gezeigten Zuführungen, und sind nicht notwendigerweise in verjüngender Form hergestellt. Selbst wenn die Anzahl der Zuführungen weiter vergrößert wird, reicht die bisher bekannte Prozeßtechnologie zur Herstellung der Zuführungen aus. Die Oberflächen der inneren Zuführungsabschnitte 13 und des Plättchenansschlusses 14 sind mit Silber (Ag), Gold Au), oder Kupfer (Cu) plattiert. Anschließend wird der Plättchenanschluß 14 nach unten gedrückt, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
Fig. 9 zeigt in Draufsicht einen Zuführungsrahmen 100 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Anschlußzuführungsplatte 60 gemäß Fig. 5 und der Hauptzuführungsrahmen 70 gemäß Fig. 7 sind mit dem Zuführungsrahmen 100 zusammen gebondet. Fig. 10 stellt eine entlang der Linie E-E aus Fig. 9 genommene Schnittansicht dar. Entgegengesetzte Seiten der inneren Zuführungsabschnitte 13 (der Zuführung 11), welche den Hauptrahmen 70 darstellen, sind gegen die bei den Ränder an der Oberfläche der Anschlußzuführungsplatte 60 gebildete Klebstoffschicht 63 gedrückt. Die Klebstoffschicht 63 wird anschließend zur Ausbildung des Zuführungsrahmens 100 hitzegehärtet.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht den inneren Aufbau einer Halbleitervorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Zuführungsrahmen 100 gemäß den Fig. 9 und 10 verwendet ist. Fig. 2 stellt eine entlang der Linie F-F aus Fig. 1 genommene Schnittansicht dar. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Halbleiterchip, und die Bezugsziffer 21 bezeichnet eine große Anzahl von Elektroden- Kontaktstellen, die auf einer vorderen Oberfläche des Halbleiterchips 20 angeordnet sind. Die Bezugsziffer 30 bezeichnet ein Plättchenbondmaterial; die Bezugsziffer 40 bezeichnet dünne Metalldrähte bzw. Au-Drähte; die Bezugsziffer 50 bezeichnet einen Kunststofformabschnitt. Der Halbleiterchip 20 wird mit dem Plättchenanschluß 14 aufgrund des Plättchenbondmaterials 30 verbunden, welches hauptsächlich aus Lötmittel oder einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht. Daran anschließend wird Drahtbonden durchgeführt, aufgrund dessen die Elektrodenkontaktstellen 21 auf dem Halbleiterchip 20 elektrisch mit den Au-Drähten und den inneren Enden der jeweiligen Anschlußzuführung 62 verbunden werden. Es wird das gleiche Verdrahtungsbondverfahren wie eingangs beschrieben verwendet, d. h. die Spitze von jedem Au-Draht 40 schmilzt zur Ausbildung einer (nicht näher dargestellten) Kugel, und diese Kugel wird mit jeder Elektroden-Kontaktstelle 21 mit einem Ultraschall-Thermokompressionsbondverfahren gebondet. Jeder Au-Draht 40 wird daran anschließend derart herausgezogen, daß er mit dem inneren Ende von jeder Anschlußzuführung 62 gebondet wird, und wird anschließend geschnitten. Dieses Bonden wird ebenfalls mittels eines Ultraschallthermokompressionsverfahrens durchgeführt. Die genannten Schritte werden für die verbleibenden Anschlußzuführungen 62 wiederholt. Bei denselben Schritten wie obig dargestellt wird das Verdrahtungsbondverfahren zum Bonden des äußeren Endes von jeder Anschlußzuführung 62 mit dem inneren Zuführungsabschnitt 13 von jeder Zuführung 11 (des Zuführungsrahmens 100) durchgeführt. Daran anschließend werden die Zuführungen 11 nahe den inneren Zuführungsabschnitten 13 sämtlich in Kunststoff geformt, wie es durch einen durch unterbrochene Linien in Fig. 2 dargestellten Kunststofformabschnitt 50 dargestellt ist. Das äußere Ende des äußeren Zuführungsabschnittes 12 von jeder Zuführung 11 und das äußere Ende von jeder Hängezuführung 15 werden zur Trennung dieser Enden von einem Rahmen (vgl. die Bezugsziffer 17 in Fig. 21) abgeschnitten. Die Verbindungsstege 16 zum Zusammenbonden der Zuführungen 11 werden anschließend abgeschnitten, so daß die Zuführungen 11 voneinander getrennt werden. Schließlich wird ein Zuführungsprozeß wie beispielsweise Plattieren, für die äußeren Zuführungsabschnitte 12 ausgeführt, womit eine Halbleitervorrichtung 200 gebildet wird.
Obwohl bei der in Fig. 1 dargestellten Halbleitervorrichtung 200 sich jede auf der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildete Anschlußzuführung 62 von der Innenseite der Anschlußzuführungsplatte 60 (Seite des Plättchenanschlusses 14) zur Außenseite derselben (Seite der inneren Zuführungsabschnitte 13) erstreckt, ist eine Ausbildung in dieser Form nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann jede Anschlußzuführung 62 in einem beliebigen Raum zwischen der Innenseite und der Außenseite der Anschlußzuführungsplatte 60 gebildet sein. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der inneren Struktur einer Halbleitervorrichtung entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung. Fig. 4 stellt eine entlang der Linie G-G aus Fig. 3 genommene Schnittansicht dar, wobei ein Kunststofformabschnitt weggelassen worden ist. Bei der in diesen Figuren gezeigten Halbleitervorrichtung 210 ist jede Anschlußzuführung 62, die auf der isolierenden Kunststoffschicht 61 einer Anschlußzuführungsplatte 60a (welche die Halbleitervorrichtung 210 darstellt) gebildet ist, lediglich in dem mittleren Bereich zwischen der Seite des inneren Zuführungsabschnittes 13 und der Seite eines Anschlusses der Anschlußzuführungsplatte 60a gebildet. Ein derartiger Aufbau ermöglicht die freie Durchführung des Verdrahtungsbondverfahrens für verschiedene Zwecke.
Bei der Halbleitervorrichtung 200 gemäß Fig. 1 ist eine Öffnung 64, die sich in einer Richtung der Dicke der Anschlußzuführungsplatte 60 erstreckt, bei der Mitte des Anschlußzuführungsplatte 60 ausgebildet, um den Plättchenanschluß nach unten zu drücken. Ein Vertiefung kann bei der Mitte der Anschlußzuführungsplatte 60 zum Nachuntendrücken des Plättchenanschlusses gebildet sein. Fig. 11 zeigt in Draufsicht den inneren Aufbau einer Halbleitervorrichtung entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung. Fig. 12 stellt eine entlang der Linie H-H aus Fig. 11 genommene Schnittansicht dar, wobei ein Kunsststofformabschnitt weggelassen wurde. Bei der in diesen Figuren gezeigten Halbleitervorrichtung 220 ist eine Vertiefung 65 bei der Mitte einer Anschlußzuführungsplatte 60b eines Zuführungsrahmens ausgebildet, der die Halbleitervorrichtung 220 darstellt. Der Plättchenanschluß 14 wird nach unten gedrückt, und dadurch in die Vertiefung 65 eingepaßt. Anschließend wird er mit der Vertiefung 65 mit beispielsweise einem Klebstoff 13 gebondet.
Fig. 17 zeigt eine Draufsicht einer Anschlußzuführungsplatte 60c, welche für einen Zuführungsrahmen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendbar ist. Fig. 18 stellt eine entlang der Linie I-I aus Fig. 17 genommene Schnittansicht dar, wobei ein Kunststofformabschnitt weggelassen worden ist. Die hitzehärtbare Klebstoffschicht 63 ist auf einer rückseitigen Oberfläche der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildet, was unterschiedlich ist von den ersten und dritten Ausführungsbeispielen. Die Öffnung 64 bzw. Durchgangsöffnung ist bei der Mitte der isolierenden Kunststoffschicht 61 gebildet. Ein Verfahren zur Bildung der Anschlußzuführung 62 und dergleichen ist dasselbe wie dasjenige, welches bezüglich der Anschlußzuführungsplatte entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Die Oberflächen der gebildeten Anschlußzuführungen 62 sind mit Silber (Ag), Gold (Au), Kupfer (Cu), usw. plattiert.
Fig. 19 zeigt in Draufsicht einen Hauptzuführungsrahmen 70c, welcher für einen Zuführungsrahmen entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendbar ist. Fig. 20 stellt eine entlang der Linie J-J aus Fig. 19 genommene Schnittansicht dar. Der Hauptzuführungsrahmen 70c unterscheidet sich auf die folgende Weise von denjenigen der ersten und dritten Ausführungsbeispiele. Grund-Zuführungen 11a von den vielen Zuführungen 11 erstrecken sich von den inneren Zuführungsabschnitten 13 zu dem Plättchenanschluß 14 und weisen größere Flächen auf, sowie sich diese Grund- Zuführungen 11 an den Plättchenanschluß 14 annähern. Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, werden somit vier trapezförmige Grund-Anschlüsse 11b gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es zur Bildung derartiger Grund- Anschlüsse 11b wünschenswert, daß eine Kupferlegierung als Material für den Hauptzuführungsrahmen 60c der Erfindung wegen seiner Stärke verwendet ist. Es ferner wünschenswert, daß die Grund-Zuführungen 11a auf beiden Seiten von jedem Rand angeordnet sind, bei der Mitte von jedem Rand, oder beiden Seiten und bei der Mitte von jedem Rand des Zuführungsrahmens. Die rückseitigen Oberflächen der inneren Zuführungsabschnitte 13 der jeweiligen Zuführungen 11, des Plättchenanschlusses 14, und der Grund-Kontaktstellen 11b, die sämtlich den Hauptzuführungsrahmen 70c darstellen, sind ebenfalls mit Silber (Ag), Gold (Au), Kupfer (Cu), usw. plattiert.
Fig. 15 zeigt in Draufsicht einen Zuführungsräumen 130 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Anschlußzuführungsplatte 60c gemäß Fig. 17 und der Hauptzuführungsrahmen 70c gemäß Fig. 19 zusammen verbunden sind. Fig. 16 stellt eine entlang der Linie K-K aus Fig. 15 genommene Schnittansicht dar. Der Zuführungsrahmen 130 wird durch Drücken der Anschlußzuführungsplatte 60c gegen die vier Grund-Kontaktstellen 11b des Hauptzuführungsrahmens 70c gebildet, wodurch die Klebstoffschicht 63 zum Zusammenbonden der Anschlußzuführungsplatte 60c und der Grund-Kontaktstelle 11b hitzegehärtet wird.
Fig. 13 zeigt in Draufsicht den inneren Aufbau einer Halbleitervorrichtung 230 entsprechend einem Äußerungsbeispiel der Erfindung, bei der der in den Fig. 15 und 16 dargestellte Zuführungsrahmen 130 verwendet ist. Fig. 14 stellt eine entlang der Linie L-L aus Fig. 13 genommene Schnittansicht dar. Als erstes wird der Halbleiterchip 20 auf dem Plättchenanschluß 14 mit dem Bondmaterial 30 angeordnet. Als nächstes wird ein Verdrahtungsbondverfahren durchgeführt unter Verwendung der Au-Drähte 40 derart, daß die jeweilige Elektroden-Kontaktstelle 21 auf dem Halbleiterchip 20 mit den inneren Enden der jeweiligen Anschlußzuführungen 62 verbunden werden, und ebenfalls die inneren Zuführungsabschnitte 13 der jeweiligen Zuführungen 11 mit äußeren Enden der jeweiligen Anschlußzuführungen 62 verbunden werden. Die Grund-Elektroden 21a von den auf dem Halbleiterchip 20 gebildeten Elektroden-Kontaktstellen 21 werden mit Au-Drähten 40a mit den Grund-Kontaktstellen 11b verbunden. Es wird das gleiche Verdrahtungsbondverfahren verwendet, wie das im Zusammenhang mit der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen. Das Kunststoffgießen (eines nicht mehr dargestellten Kunststofformabschnittes), Trennen der Verbindungsstege 16 von dem Rahmen, Abschneiden der Verbindungsstege 16, und ein Zuführungsprozeß für die äußeren Zuführungsabschnitte 12, welche sämtlich nach der Vervollständigung des Verdrahtungsbondverfahrens durchgeführt werden, werden mit denselben Schritten und auf dieselbe Weise durchgeführt wie bei der Halbleitervorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel.
Der bei dem Drahtbondverfahren bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen erwähnte dünne Metalldraht ist nicht auf einen Draht aus Au begrenzt, sondern es kann auch ein aus Cu, Ag, Al, oder Fe hergestellter Draht als dünner Metalldraht verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde setzt sich entsprechend der Erfindung ein Abschnitt von jeder Zuführung nahe dem Plättchenanschluß aus einer Metallverdrahtung zusammen, welche mit Kupferfolien auf dem isolierenden Kunststoff strukturiert ist. Daher können für den Zuführungsrahmen die bisherigen Prozeßtechnologien verwendet werden, um einen Zuführungsrahmen mit einer vergrößerten Anzahl von Zuführungen bzw. Anschlüssen zu erhalten.
Da die inneren Zuführungsabschnitte der Grund-Zuführungen sich zu dem Plättchenanschluß in der Form von Grund- Kontaktstellen mit breiten Flächen erstrecken, kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die vom Halbleiterchip oder dergleichen erzeugte Wärme wirksam dissipiert werden. Da ferner die Breite von jeder Zuführung vergrößert ist, kann die Induktanz von jeder Zuführung vergrößert werden. Es kann somit ein Zuführungsrahmen erhalten werden, der hinsichtlich der Frequenzeigenschaften und der Verzögerungseigenschaften bei der Übertragung von Signalen verbessert ist.
Des weiteren kann gemäß den dritten und vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung wegen der Anwendung der Zuführungsrahmen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen eine leistungsstarke, niedrig induktive Halbleitervorrichtung mit einer größeren Anzahl von Anschlüssen erhalten werden, als bei den bisher bekannten Herstellungsvorrichtungen- und Verfahren.

Claims (15)

1. Zuführungsrahmen, welcher aufweist:
einen Hauptzuführungsrahmen (70) mit einer rückseitigen Oberfläche und einer vorderen Oberfläche, auf dem inte­ griert ausgebildet sind ein Plättchenanschluß (14), der von Hängezuführungen (15) gestützt ist, eine große An­ zahl von Zuführungen (11), von denen jede einen inneren Zuführungsabschnitt (13) und einen äußeren Zuführungs­ abschnitt (12) aufweist, und welche um den Plättchen­ anschluß (14) bei einem vorbestimmten Abstand angeord­ net sind, und einem Rahmen (100), der sich nach außen derart erstreckt, daß die Außenseiten der Hängezufüh­ rungen (15) und der Zuführungen (11) gestützt sind; und
eine Anschlußzuführungsplatte (60), auf welcher eine große Anzahl von Metallanschlußzuführungen (62), von denen jede ein inneres Ende und ein äußeres Ende auf­ weist, und die sich radial von dem Anschluß (14) zu dem inneren Zuführungsabschnitt (13) von jeder der Zufüh­ rungen (11) erstrecken, in Strukturierungen auf einer isolierenden Kunststoffschicht (61) gebildet sind, wo­ bei die Anschlußzuführungen (60) mit einer Innenseite von jeder der Zuführungen (11) des Hauptzuführungsrah­ mens (70) gesichert ist.
2. Zuführungsrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschlußzuführungsplatte (60) eine Öffnung (64) aufweist, bei der sie sich in Kontakt befindet mit dem Plättchenanschluß (14), welcher in die Öffnung (64) drückbar ist.
3. Zuführungsrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußzuführungsplatte (60) eine Vertiefung (65) aufweist, bei der sie sich in Kon­ takt befindet mit dem Plättchenanschluß (14), welcher eindrückbar ist und bondbar ist mit der Vertiefung (65).
4. Zuführungsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprü­ chen, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie der Anschlußzuführungsplatte (60) mit einem Klebmittel mit den Seiten der rückseitigen Oberflächen der inneren Zuführungsabschnitte (13) der Zuführungen (11) des Hauptzuführungsrahmen (70) bondbar ist, wobei die Anschlußzuführungsplatte (60) mit dem Hauptzuführungs­ rahmen (70) gesichert ist.
5. Zuführungsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede der auf der iso­ lierenden Kunststoffschicht (61) der Anschlußzufüh­ rungsplatte (60) gebildete Anschlußzuführung (62) ent­ lang im wesentlichen der gesamten Länge der Lücke zwi­ schen dem Plättchenanschluß (14) und dem inneren Zufüh­ rungsabschnitt (13) von jeder der Zuführungen (11) angeordnet ist.
6. Zuführungsrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede der auf der iso­ lierenden Kunststoffschicht (61) der Anschlußzufüh­ rungsplatte (60) gebildete Anschlußzuführung (62) in einem Teil des mittigen Abschnittes zwischen dem Plätt­ chenanschluß (14) und dem inneren Zuführungsabschnitt (13) von jeder der Zuführungen (11) gebildet ist.
7. Zuführungsrahmen, welcher aufweist:
einen Hauptzuführungsrahmen (70) mit einer rückseitigen Oberfläche und einer vorderen Oberfläche, auf dem inte­ griert ausgebildet sind ein Plättchenanschluß (14), der von Hängezuführungen (15) gestützt ist, einer großen Anzahl von Zuführungen (11), welche zumindest eine Grund-Zuführung (11a) aufweisen, wobei jede der großen Anzahl von Zuführungen (11) einen inneren Zuführungs­ abschnitt (13) und einen äußeren Zuführungsabschnitt (12) aufweist, zumindest einer Grund-Kontaktstelle mit einer breiten Fläche, in der sich ein innerer Zufüh­ rungsabschnitt (13) der Grund-Zuführung (11a) aus der großen Anzahl von Zuführungen (11) auf eine derartige Weise erstreckt, daß eine Ebene in Richtung des Plätt­ chenanschlusses (14) gebildet ist, und einem Rahmen (100), der sich nach außen derart erstreckt, daß die Außenseiten der Hängezuführungen (15) und der Zuführun­ gen (11) gestützt sind; und
eine Anschlußzuführungsplatte (60), auf welcher eine große Anzahl von Metallanschlußzuführungen (62), von denen jede ein inneres Ende und ein äußeres Ende auf­ weist, und die sich radial von dem Anschluß (14) zu dem inneren Zuführungsabschnitt (13) von jeder der Zufüh­ rungen (11) erstrecken, in Strukturierungen auf einer isolierenden Kunststoffschicht (61) gebildet sind, wobei die Anschlußzuführungsplatte (60) mit der Grund- Kontaktstelle des Hauptzuführungsrahmens (70) gebondet ist.
8. Zuführungsrahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschlußzuführungsplatte (60) eine Öffnung (64) aufweist, bei der sie sich in Kontakt befindet mit dem Plättchenanschluß (14), welcher in die Öffnung (64) drückbar ist.
9. Zuführungsrahmen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußzuführungsplatte (60) eine Vertiefung (65) aufweist, bei der sie sich in Kon­ takt befindet mit dem Plättchenanschluß (14), welcher eindrückbar ist und bondbar ist mit der Vertiefung (65).
10. Zuführungsrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzuführungsrahmen (70) eine Kupferlegierung aufweist.
11. Zuführungsrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußzuführungs­ platte (60) durch eine Klebstoffschicht mit der Grund- Kontaktstelle gebondet und gesichert ist.
12. Zuführungsrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede der auf der isolieren­ den Kunststoffschicht (61) der Anschlußzuführungsplatte (60) gebildete Anschlußzuführung (62) entlang im wesentlichen der gesamten Länge der Lücke zwischen dem Plättchenanschluß (14) und dem inneren Zuführungs­ abschnitt (13) von jeder der Zuführungen (11) angeord­ net ist.
13. Zuführungsrahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jede der auf der isolierenden Kunststoff­ schicht (61) der Anschlußzuführungsplatte (60) gebil­ dete Anschlußzuführung (62) in einem Teil des mittigen Abschnittes zwischen dem Plättchenanschluß (14) und dem inneren Zuführungsabschnitt (13) von jeder der Zufüh­ rungen (11) gebildet ist.
14. Halbleitervorrichtung, welche einen Zuführungsrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 verwendet, und welche aufweist:
einen Halbleiterchip (20) mit einer vorderen Oberflä­ che, auf der eine große Anzahl von Elektroden-Kontakt­ stellen (21) angeordnet sind, wobei der Halbleiterchip (20) mit einem Plättchenanschluß (14) verbindbar ist;
dünne Metalldrähte (40) zum elektrischen Verbinden der Elektroden-Kontaktstellen (21) mit den inneren Enden von Anschlußzuführungen, und von äußeren Enden der Anschlußzuführungen mit den inneren Zuführungsabschnit­ ten (13) der Zuführungen (11); und
einen kunststoffabdichtenden Abschnitt (50) zum Abdich­ ten der vorstehenden Komponenten derart, daß die äuße­ ren Zuführungsabschnitte (12) der Zuführungen (11) nach außen frei liegen.
15. Halbleitervorrichtung, welche einen Zuführungsrahmen nach einem der Ansprüche 7 bis 13 verwendet, und welche aufweist:
einen Halbleiterchip (20) mit einer vorderen Oberflä­ che, auf der eine große Anzahl von Elektroden Kontakt­ stellen (21) einschließlich von zumindest einer Grund- Elektrode eingeordnet sind, wobei der Halbleiterchip (20) mit einem Plättchenanschluß (14) verbindbar ist;
dünne Metalldrähte (40) zum elektrischen Verbinden von Elektroden-Kontaktstellen (21) mit den inneren Enden von Anschlußzuführungen, der Grund-Elektrode mit einer Grund-Kontaktstelle, und die äußeren Enden der Anschlußzuführungen mit den inneren Zuführungsabschnit­ ten (13) der Zuführungen (11); und
einen kunststoffabdichtenden Abschnitt (50) zum Abdich­ ten der vorstehenden derart, daß die äußeren Zufüh­ rungsabschnitte (12) der Zuführungen (11) nach außen frei liegen.
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