DE10060233C1 - Manufacturing method for system carrier for IC chip has circuit board fitted in opening in system carrier with its conductor paths termination contacts coupled directly to electrical leads around opening periphery - Google Patents

Manufacturing method for system carrier for IC chip has circuit board fitted in opening in system carrier with its conductor paths termination contacts coupled directly to electrical leads around opening periphery

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Abstract

The manufacturing method has a circuit board (10) fitted into an opening in the system carrier, so that termination contacts (14) of the circuit board conductor paths (12) and corresponding electrical leads (4) around the periphery of the opening overlap, for direct connection with one another. Each of the termination contacts is provided with a hole through which the inner end (5) of the corresponding electrical lead is fitted after bending through 90 degrees.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sy­ stemträgers (Leadframe) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for producing a Sy stem carrier (lead frame) according to the preamble of claim 1.

Systemträger (Leadframes) sind zum Beispiel aus DE 198 44 873 A1 oder der nicht vorveröffentlichten DE 199 57 089 A1 der Anmelde­ rin bekannt. Bei der Herstellung von IC-Bausteinen, also inte­ grierte Schaltungen auf einem Chip enthaltenden Bauelementen, die in fertigem Zustand von einem Gehäuse aus Kunststoff um­ schlossen sind, aus dem die elektrischen Zu- und Ableitungen als Leads herausstehen, geht man zunächst von einem Kupfer- oder einem anderen Metallband aus, in dem die Grundmuster von System­ trägern durch Stanzen oder Ätzen gebildet sind. Ein einzelner Systemträger weist dabei einen zentralen Bereich (Diepad) auf, auf dem schließlich der IC-Chip sitzen soll. Außerhalb dieses zentralen Bereichs sind eine Vielzahl von Leads gebildet, die nach außen verlaufen und noch durch Verbindungs- oder Dichtstege verbunden sind und deren äußere Enden schließlich die Anschlussenden der Leads bilden. Der zentrale Bereich für die Anbringung des IC-Chips besteht bei herkömmlichen Systemträgern meist aus demselben Grundmaterial wie der umgebenden Bereich mit den Lea­ ds. Bei der oben erwähnten DE 198 44 873 A1 ist jedoch vorgese­ hen, im zentralen Bereich eine rechteckige Platte (Diepad) aus anderem Material oder mit anderer Materialstärke anzubringen, in erster Linie um eine bessere Wärmeableitung durch das Diepad zu erreichen. Bei einem solchen Systemträger ist im zentralen Be­ reich eine rechteckige Aussparung gebildet, in der die Platte aus anderem Material befestigt wird.Lead frames are for example from DE 198 44 873 A1 or the unpublished DE 199 57 089 A1 of the application known. In the manufacture of IC chips, so inte circuits on a chip containing components, the finished in order from a plastic housing are closed, from which the electrical supply and discharge lines as Leads stand out, one starts with a copper or another metal band in which the basic pattern of System carriers are formed by stamping or etching. A single one System carrier has a central area (diepad), the IC chip is supposed to sit on. Outside of this a large number of leads are formed in the central area run outwards and still through connecting or sealing webs are connected and the outer ends of the connection ends  of leads. The central area for attachment of the IC chip usually consists of conventional system carriers the same basic material as the surrounding area with the lea ds. In the above-mentioned DE 198 44 873 A1, however, is provided a rectangular plate (diepad) in the central area other material or with a different material thickness, in primarily for better heat dissipation through the diepad to reach. With such a system carrier is in the central loading richly formed a rectangular recess in which the plate made of other material.

Es ist ferner bekannt, das Diepad bereits mit Leiterbahnen als Leiterplatte auszubilden, wobei die Leiterbahnen zur Verbindung mit Anschlusspunkten des IC-Chips vorgesehen sind und bis nahe an den Rand der Leiterplatte reichen und dort jeweils in einem Anschlusskontakt enden. Außerhalb des von der Leiterplatte ein­ genommenen zentralen Bereichs liegen die Leads, die zur elek­ trischen Verbindung mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte vorgesehen sind und deren außenliegenden Enden schließlich die Kontakte bilden, mit denen der verpackte IC-Baustein ange­ schlossen wird.It is also known that the diepad already with conductor tracks as Form circuit board, the conductor tracks for connection with connection points of the IC chip are provided and up close reach to the edge of the circuit board and there in one Connection contact ends. Outside of the one from the circuit board taken central area are the leads that lead to the elec trical connection with the conductor tracks on the circuit board are provided and the outer ends are finally the Form contacts with which the packaged IC component is attached is closed.

Die elektrische Verbindungen der Leads mit den zugehörigen An­ schlusskontakten der Leiterplatte wurden bisher u. a. durch soge­ nanntes Drahtbonden hergestellt. Dazu wird jeweils der Abstand zwischen innerem Leadende und zugehörigem Anschlusskontakt der Leiterbahn mit einem Draht überbrückt, der mit dem Lead und dem Anschlusskontakt z. B. durch Schweißen verbunden wird. Dieses Drahtbonden stellt einen relativ aufwendigen Arbeitsschritt dar, da für eine große Anzahl von Paaren aus Leads und Anschlusskon­ takten jeweils eine Drahtbrücke gebildet und die Enden der Drahtbrücke durch Schweißen an zwei Punkten befestigt werden müssen. Überdies nimmt der um den zentralen Bereich mit dem Chip gebildete Bereich der Drahtbrücken einige Fläche auf dem System­ träger in Anspruch, da jeweils Anschlusskontakt und zugehöriger Lead auf Abstand zueinander liegen, der von der Drahtbrücke überbrückt wird. Diese Fläche kann nicht anderweitig genutzt werden und trägt insoweit zur Größe des fertiggestellten ver­ packten IC-Chips bei. Weiterhin müssen zum Drahtbonden die be­ troffenen Oberflächen durch Veredelung vorbereitet werden, was einen weiteren Arbeitsschritt darstellt.The electrical connections of the leads with the associated connections final contacts of the circuit board have been u. a. through so-called called wire bonding manufactured. This is the distance between inner lead end and associated contact of the Conductor bridged with a wire that connects with the lead and the Connection contact z. B. is connected by welding. This Wire bonding is a relatively complex step as for a large number of pairs of leads and connection con clock a wire bridge each formed and the ends of the Wire bridge can be attached by welding at two points have to. Furthermore, the chip takes around the central area formed area of the wire bridges some area on the system Carrier claim, since each connection contact and associated Lead at a distance from each other, that of the jumper is bridged. This area cannot be used for any other purpose  are and contributes to the size of the finished ver packed in IC chips. Furthermore, the be hit surfaces are prepared by finishing what represents a further step.

Aus der Patentschrift US 5 569 956 ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Bei diesem Verfahren sind die Leads so weit nach innen vorragend gebildet, dass sie bis in den Bereich der Aussparung hineinreichen, und die Leiterplatte wird so in die Aussparung eingesetzt, dass jeweils ein Anschlusskontakt einer Leiterbahn und das zugehörige innere Ende des Leads übereinanderliegen. Die übereinanderliegenden Anschlusskontakte und Leads werden dann direkt miteinander ver­ bunden, so dass kein Draht-Bonden wie in den vorhergehend be­ schriebenen Verfahren mehr erforderlich ist. Entsprechende Ver­ fahren sind aus den Patentschriften US 4 734 753, US 5 196 725 und aus der EP 0 660 406 A2 bekannt. Die Verbindung kann durch Löten, leitfähige Klebstoffe oder andere bekannte Bonding-Ver­ fahren hergestellt werden. Dieses Verfahren wird prinzipiell im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 in der Figurenbeschreibung erläutert.A method according to the preamble of claim 1 is known from US Pat. No. 5,569,956. In this method, the leads are formed so far inwards that they extend into the area of the cutout, and the printed circuit board is inserted into the cutout in such a way that a connection contact of a conductor track and the associated inner end of the lead lie one above the other. The connection contacts and leads lying one above the other are then connected directly to one another, so that wire bonding, as in the methods previously described, is no longer necessary. Corresponding processes are known from US Pat. Nos. 4,734,753, 5,196,725 and EP 0 660 406 A2. The connection can be made by soldering, conductive adhesives or other known bonding methods. This method is explained in principle in connection with FIGS. 1 to 3 in the description of the figures.

Aus der JP 05-326810 A ist es bekannt, bei der Herstellung eines Systemträgers mit einer Leiterplatte die inneren Enden von Trä­ ger-Leads etwa rechtwinklig abzubiegen und durch Löcher in der Leiterplatte zu stecken.From JP 05-326810 A it is known in the manufacture of a System carrier with a printed circuit board the inner ends of Trä bend ger leads approximately at right angles and through holes in the To plug in circuit board.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzubilden, dass eine besonders feste und sta­ bile Verbindung zwischen den Leads und den Anschlusskontakten erzielt werden kann.It is an object of the present invention, a generic To further develop methods so that a particularly firm and stable bile connection between the leads and the connection contacts can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteil­ hafte Ausführungsformen der Erfindung sind im Unteranspruch angegeben. The characteristic features serve to solve this task of claim 1 in conjunction with its preamble. benefit adhesive embodiments of the invention are in the subclaim specified.  

Gemäß der Erfindung sind die Anschlusskontakte der Leiterbahnen der Leiterplatte jeweils mit einem durchkontaktierten Loch ver­ sehen, d. h. die Innenwand des durchgehenden Lochs ist vollstän­ dig mit einem elektrisch leitfähigen Kontaktmaterial bedeckt, und die inneren Enden der Leads werden etwa rechtwinklig nach unten abgebogen. Schließlich werden die abgebogenen Enden der Leads jeweils durch das Loch des zugehörigen Anschlusskontakts gesteckt. Die hindurchgeführten Leadenden können dann durch Schweißen, Löten oder elektrisch leitfähigen Klebstoff befestigt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen den Leads und Anschlusskontakten besonders fest und stabil ist, da zusätzlich zu der Verbindung durch Schweißen, Löten oder Kleb­ stoff ein mechanischer Eingriff des abgebogenen Leads in dem Loch des Anschlusskontakts gegeben ist. Dadurch sind die Kon­ takte mechanisch erheblich belastbarer und ein Abreißen der Kontakte ist praktisch ausgeschlossen.According to the invention, the connection contacts of the conductor tracks ver the circuit board with a plated-through hole see d. H. the inner wall of the through hole is complete dig covered with an electrically conductive contact material, and the inner ends of the leads become roughly rectangular turned down. Finally, the bent ends of the Leads through the hole of the associated connector plugged.  The leading leads can then go through Welding, soldering or electrically conductive adhesive attached become. This has the advantage that the connection between the Leads and connection contacts is particularly firm and stable because in addition to the connection by welding, soldering or glue a mechanical intervention of the bent lead in the There is a hole in the connection contact. As a result, the con clocks mechanically much more resilient and tearing off Contacts are practically impossible.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings explains in which:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Systemträger von oben aus dem Stand zeigt; Fig. 1 is a schematic plan view showing a system carrier of the top of the article;

Fig. 2 eine Vergrößerung eines Ausschnitts aus Fig. 1 zeigt; FIG. 2 shows an enlargement of a detail from FIG. 1;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Verbindung zwischen einem inneren Ende eines Leads und dem zugehö­ rigen Anschlusskontakt nach dem Stand der Technik zeigt; und Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing a connection between an inner end of leads and the terminal contact zugehö ring according to the prior art; and

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausfüh­ rungsform einer Verbindung zwischen einem inneren Ende eines Leads und dem zugehörigen Anschlusskontakt gemäß der Erfindung zeigt. Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of a connection between an inner end of a lead and the associated connection contact according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systemträgers 2 gemäß Stand der Technik in Draufsicht von oben. Der System­ träger 2 hat eine rechteckige, zentrale Aussparung, in die eine Leiterplatte 10 eingesetzt ist. Auf der Leiterplatte 10 sind bereits Leiterbahnen 12 gebildet, die zur Verbindung mit An­ schlusspunkten an dem auf der Leiterplatte 10 anzubringenden IC- Chip (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Die Leiterbahnen 12 enden jeweils nahe am Rand der Leiterplatte 10 in einem vergrößerten Anschlusskontakt 14 (Anschluss-Pad), die besser in dem vergrö­ ßerten Ausschnitt in Fig. 2 zu erkennen sind. Fig. 1 shows a schematic representation of a system carrier 2 according to prior art in a plan view from above. The system carrier 2 has a rectangular, central recess into which a circuit board 10 is inserted. On the printed circuit board 10 , conductor tracks 12 have already been formed, which are provided for connection to connection points on the IC chip (not shown) to be fitted on the printed circuit board 10 . The conductor tracks 12 each end near the edge of the printed circuit board 10 in an enlarged connection contact 14 (connection pad), which can be seen better in the enlarged section in FIG. 2.

Von der zentralen Aussparung verlaufen Leads 4 nach außen, deren äußere Enden schließlich zum Anschluss des verpackten Chips dienen sollen, mit denen der fertiggestellte IC-Baustein ange­ schlossen wird. In diesem Fertigungsstadium sind die Leads 4 noch durch Stege 9 miteinander verbunden.Leads 4 run from the central recess to the outside, the outer ends of which are finally to be used for connecting the packaged chip, with which the finished IC component is connected. In this manufacturing stage, the leads 4 are still connected to one another by webs 9 .

Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die inneren Enden der Leads 4 so ausgebildet, dass sie bis in den Bereich der zentralen Aussparung hineinragen, d. h. dass die inneren Enden der Leads 5 bis über die Anschlusskontakte 14 der Leiter­ bahnen 12 der in die Aussparung eingesetzten Leiterplatte 10 reichen und diese jeweils teilweise überdecken. Nachdem die Leiterplatte, wie in Fig. 2 dargestellt, so in die Aussparung eingesetzt ist, dass sich zugehörige innere Ende 5 des Leads und Anschlusskontakte 14 überdecken, werden diese direkt miteinander verbunden. Die direkte Verbindung kann durch Schweißen, Löten oder mittels eines elektrischen Klebstoffs erfolgen. Durch diese Verbindung der inneren Enden 5 der Leads und der Anschlusskon­ takte 14 wird gleichzeitig eine mechanische Fixierung der Lei­ terplatte in der Aussparung des Systemträgers 2 erreicht. Eine weitere Klebung oder anderweitige Befestigung der Leiterplatte 10 an dem Systemträger 2 ist nicht erforderlich.As can be seen in particular in FIG. 2, the inner ends of the leads 4 are designed such that they protrude into the region of the central recess, that is to say that the inner ends of the leads 5 extend over the connection contacts 14 of the conductors 12 in FIG the recess inserted printed circuit board 10 and each partially cover this. After the printed circuit board, as shown in FIG. 2, is inserted into the recess in such a way that associated inner ends 5 of the lead and connecting contacts 14 overlap, they are connected directly to one another. The direct connection can be made by welding, soldering or using an electrical adhesive. Through this connection of the inner ends 5 of the leads and the contact 14 Kontaktkon a mechanical fixation of the Lei terplatte is achieved in the recess of the system carrier 2 . A further gluing or other fastening of the printed circuit board 10 to the system carrier 2 is not necessary.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt 14 einer Leiterbahn 12 und dem zugehörigen inneren Ende 5 eines Leads 4. In der dargestellten Ausführungsform ist die Verbindung durch ein Lotmaterial 20 hergestellt. Alternativ kann die Verbindung durch Schweißen oder leitfähigen Klebstoff gebildet werden. Die Darstellung von Fig. 3 ist nicht maßstabsgerecht, da die Leiterplatte 10 tatsächlich eine größere Dicke aufweist als die Leads 4. Fig. 3 shows a schematic sectional view of the connection between the terminal 14 having a conductor track 12 and the associated inner end 5 of a lead. 4 In the illustrated embodiment, the connection is made by a solder material 20 . Alternatively, the connection can be formed by welding or conductive adhesive. The representation of Fig. 3 is not to scale, since the circuit board 10 actually has a larger thickness than the leads. 4

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ver­ bindung zwischen inneren Enden 5 der Leads und der Anschlusskontakte 14 der Leiterbahnen dargestellt. Gemäß der Erfindung ist das Substrat der Leiterplatte 10 im Bereich jedes Anschlusskon­ takts 14 mit einer durchkontaktierten Loch versehen. Die Innen­ wände des durchkontaktierten Loches sowie die angrenzenden Flä­ chen an den Oberflächen sind von einer leitfähigen Schicht des Anschlusskontakts 14 überzogen. In dieser Ausführungsform sind die inneren Enden 5 der Leads 4 etwa rechtwinklig abgebogen. Im Verlauf des Herstellungsprozesses wird die Leiterplatte 10 so in die Aussparung des Systemträgers 2 eingesetzt, dass die abgebo­ genen inneren Enden 5 der Leads 4 jeweils in das zugehörige Loch der Anschlusskontakte 14 gesteckt werden. Anschließend wird eine Verbindung durch ein Lotmaterial 20 hergestellt. Diese Art der Verbindung von Leads 4 und zugehörigen Anschlusskontakten 14 ist besonders stabil gegenüber parallel zur Ebene der Leiterplatte 10 wirkenden Kräften zwischen den Leads 4 und den Anschlusskon­ takten 14. Daher wird auf diese Weise eine besonders verläss­ liche Verbindung und elektrische Kontaktierung zwischen Leiter­ bahnen 12 und Leads 4 erreicht.In Fig. 4 an embodiment of the inventive connection between the inner ends 5 of the leads and the contacts 14 of the conductor tracks is shown. According to the invention, the substrate of the printed circuit board 10 is provided with a plated-through hole in the region of each connection contact 14 . The inner walls of the plated-through hole and the adjoining surfaces on the surfaces are covered by a conductive layer of the connection contact 14 . In this embodiment, the inner ends 5 of the leads 4 are bent approximately at right angles. In the course of the manufacturing process, the circuit board 10 is inserted into the recess of the system carrier 2 in such a way that the bent inner ends 5 of the leads 4 are each inserted into the associated hole of the connection contacts 14 . A connection is then made using a solder material 20 . This type of connection of leads 4 and associated connection contacts 14 is particularly stable with respect to forces acting parallel to the plane of the printed circuit board 10 between the leads 4 and the connection contacts 14 . Therefore, a particularly reliable connection and electrical contact between conductor tracks 12 and leads 4 is achieved in this way.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Systemträgers für einen IC- Chip mit einer Leiterplatte zur Anbringung des IC-Chips, wobei die Leiterplatte in eine Aussparung des Systemträgers eingesetzt wird, und mit einer Mehrzahl von außerhalb der Aussparung nach außen verlaufenden, leitfähigen Leads, wobei auf der Leiterplatte Leiterbahnen zur Verbindung mit An­ schlüssen des IC-Chips gebildet sind und die Leiterbahnen jeweils in einem Anschlusskontakt nahe am Rand der Leiter­ platte enden, wobei jeder Anschlusskontakt mit dem zugehöri­ gen Lead elektrisch kontaktierend verbunden wird, wobei die Leads (4) nach innen so weit vorragend gebildet werden, dass sie bis in den Bereich der Aussparung hineinreichen, dass die Leiterplatte (10) in die Aussparung so eingesetzt wird, dass jeweils ein Anschlusskontakt (14) einer Leiterbahn (12) und das zugehörige innere Ende (5) des Leads (4) überein­ anderliegen, und wobei die übereinanderliegenden Anschluss­ kontakte (14) und Leads (4) miteinander direkt verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (14) jeweils mit einem durchkontaktierten Loch gebildet werden, dass die inneren Enden (5) der Leads (4) etwa recht­ winklig abgebogen werden, und dass die abgebogenen Leads jeweils durch die Löcher der zugehörigen Anschlusskontakte (14) gesteckt werden.1. A method for producing a system carrier for an IC chip with a printed circuit board for attaching the IC chip, the printed circuit board being inserted into a recess in the system carrier, and with a plurality of conductive leads running outside the recess, wherein on the printed circuit board conductor tracks for connection to connections of the IC chip are formed and the conductor tracks each end in a connection contact close to the edge of the circuit board, each connection contact being connected in an electrically contacting manner with the associated lead, with the leads ( 4 ) inward are formed so far that they reach into the area of the recess that the circuit board ( 10 ) is inserted into the recess so that a connection contact ( 14 ) of a conductor track ( 12 ) and the associated inner end ( 5 ) of the Leads ( 4 ) lie on top of each other, and the connection contacts ( 14 ) and leads ( 4 ) are directly connected to each other, characterized in that the connection contacts ( 14 ) are each formed with a plated-through hole, that the inner ends ( 5 ) of the leads ( 4 ) are bent at approximately a right angle, and that the bent leads are each through the holes of the associated connection contacts ( 14 ). 2. Verfahren zur Herstellung eines Systemträgers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Löcher der Anschlusskontakte (14) hindurchgesteckten Leads durch Schweißen, Löten oder elektrisch leitfähigen Klebstoff befe­ stigt werden.2. A method for producing a system carrier according to claim 1, characterized in that the leads inserted through the holes in the connection contacts ( 14 ) are fixed by welding, soldering or electrically conductive adhesive.
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