专利名称：制造金属支承框架的方法,金属支承框架及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属支承框架，其应用以及制造此金属支承框架的方法。
在DE 19852832A1里公开了一种导体框架，其中有一种金属薄膜在接触表面的边界部位至少具有一个凹坑，而且/或者在随后压成薄片的部位里至少具有一个凹坑。这些凹坑可以按结构元件特有地布设并且可以置换在其它情况下要布设的焊料球体(Lotkugeln)。此外这些金属薄膜在接触表面的边界部位里至少有一个凹坑，而且/或者在随后压成薄片的部位里至少具有一个凹坑，这是因为当金属薄膜和塑料薄膜压在一起时可能溢出的胶粘料就可以收集在这些凹坑里，尤其是在槽里，并因而很有效地阻止了金属薄膜上要与其它结构元件连接的部位发生污染。但这种实施形式的缺点就在于，在个别情况下附着能力的改善还不够，因而可能导致在芯体的导体框架之间的个别的松脱。
DE 19860716 C1公开了一种与环氧树脂制成的印刷电路板的连接装置。在印刷电路板上有连接接触表面，所谓的印刷线路(Pads)，它们经一种导电的胶粘料电气和机械地与一个电子元部件连接。为了改善机械的接触，并不是作成全表面的，而是设置有凹缺，导电的胶粘料就能够流入这些凹缺里并在硬化时在那里锚固住。因而胶粘料不仅浸润了，而且也浸润了印刷电路板本身。为了进一步改善在印刷线路和电子元部件之间的机械接触，就对印刷线路的侧面表面进行蚀镂，从而产生一种底切，这种底切就可以止挡住硬化了的胶粘料。这种方法的缺点是印刷电路板本身不能导电并因而要附加地涂覆能导电的印刷线路。因此印刷线路在印刷电路板上的附着对于连接的总体上的可止挡性也是决定性的因素。而且印刷线路的侧面表面的蚀镂是一个费事并且困难的工艺步骤，因为这些印刷线路通常只具有几个微米的层厚。
DE 4438449 A1还涉及一种使电子元部件与支座直接接通的方法。其中使用了具有平整表面的支座和带缺口的电子元部件，此时结构元部件接触表面就布置在缺口里。借助于由于毛细管力而吸入结构元部件的缺口里的焊剂在支座和结构元部件之间实现机械和电气的连接。
这种方法的缺点是必须对电子元部件进行必要的机械加工，因为此处大多涉及到敏感的和棘手的零部件。此外在支座的焊剂之间的接触并未改善。
德国公开文献Nr.1288177公布了一种用于在平面相互堆叠的金属触点之间借助于与一种非导电的粘贴料的粘贴形成电气和机械连接的工艺方法。其中使至少一个触点的表面打毛并配以胶粘剂，紧接着使另一个触点放置在胶粘剂上并使两个触点相互压紧，直至由于打毛而突出一个触点的初始表面的打毛触点表面的尖峰实现与另一个触点的电气连接。此时就将非导电的胶粘剂挤入了打毛处的凹坑里。这种工艺方法由于必须施加在这两个零部件上的力必须很大，所以不适合于一种敏感的电子元部件与一个支座之间的连接。
由上述说明得出的问题是借助于一种新的金属支承框架，它的应用以及借助于一种新型的用于制造金属支承框架的工艺方法来至少部分地消除上述的缺点。特别要提供一种经济的而且可以方便地制造的金属支承框架，借助于此就可以保证在电子元部件的导体框架之间具有高的附着强度。
这个问题按本发明通过一种按权利要求1所述的金属支承框架、按权利要求5所述的金属支承框架的应用以及按权利要求6所述用于制造金属支承框架的方法来解决。
按本发明的金属支承框架至少具有一个凹坑在其接触表面部位的表面里，其设计要使至少一个凹坑在其指向表面的端部具有一个最大的横断面；至少有一个凹坑在环形围绕其最大横断面处具有一个平行于金属支承框架表面的环形制动槽口；制动槽口的背离凹坑的面正好由金属支承框架的表面封闭而且环形的制动槽口整体与金属支承框架连接。
借助于按本发明的工艺方法就实现了这种表面的特殊结构。这种工艺方法的步骤如下-在至少一个接触表面上向金属支承框架的表面里冲压出至少一个凹坑，同时在环形围绕凹坑的表面上形成凸起，此处这种凸起是由金属支承框架的由凹坑里挤出的材料所形成的；-将冲模头放置于凸起上，其中置于凸起上的冲模头的表面设计成平行于金属支承框架表面的平面；-借助于冲压头在垂直于表面方向上对凸起加压力并使表面变平，同时由凸起处的材料形成了环状的制动槽口。
从横断面看，该槽口在好象是凹坑的表面上形成了一种材料鼓凸，这种鼓凸使凹坑开孔变窄并因此在用胶粘料或焊剂填满时起到保留住的功能。用这种方式间接地通过位于单个的结构元部件和金属支承框架或者导体框架(由一种导体金属框架-塑料-层合物制成的复合件)之间固定住的胶粘料或者焊剂而使附着强度大大提高。
实践中业已验证了，凹坑作成圆锥形的，其中圆锥的底面对应于最大的横断面。
此外验证了凹坑作成具有正方形底面的棱锥体形状，其中棱锥体的正方形底面相当于最大的横断面。
此外在实践中证明有利的是，凹坑的垂直最大深度为5至200微米。
按本发明的金属支承框架可用作半导体支座、集成电路外壳部分、滑动触头、电刷、连接器或者用作传感器。
由按照本发明的上下文可以清楚看到，在一个金属支承框架，尤其是一个按本发明的金属支承框架的表面的至少一个触点表面上应用至少一个凹坑对于在以后的触点接通时提高附着效果具有重大意义。这既适合于随后的与胶粘料的塑料层压也适合于借助于胶粘料或焊剂使元部件固定。
以下实例用于叙述本发明。所示为
图1.按本发明的金属支承框架的剖切横断面草图；图2.具有相应的制动槽口的一个凹坑的横断面草图；图3.另一个按本发明的金属支承框架剖切横断面的示意图；图4.图3中所示的金属支承框架的俯视简图；图5.与一个芯片相连接的金属支承框架图。
图6至11表示了制造一种按本发明的金属支承框架的工艺过程。
图1表示了一个金属支承框架1的剖切横断面。该框架有多个凹坑2，这些凹坑设计成圆锥形的。
图2表示了单个的圆锥形凹坑2的横断面放大图。在凹坑2和表面3之间布置有一个圆环状的制动槽口4，它在一定程度上减小了凹坑的空腔，其中背离凹坑2的制动槽口4a的侧面正好由表面3封闭。
若用胶粘料或者用于连接结构元部件与金属支承框架的焊剂充满一个这样的凹坑2，并相应地安置这样一个结构元部件的触头片，那么由于制动槽口4的保留制动作用就会在结构元部件和金属支承框架1之间通过塑料/焊剂而大大提高附着强度。
图3表示了另一个按本发明的金属支承框架的横断面。该框架具有多个凹坑2，其中这些凹坑设计成棱锥体状，没有制动槽口。
如图4所示，各个棱锥体状的凹坑2就布置在金属支承框架1的一个相应的接触表面5上，呈均等的矩形模式(A1＝100微米，A2＝100微米)。
图5表示的一个金属支承框架1在指向一个芯片6的侧面上有许多单个的凹坑2。芯片6借助于胶粘料7通过表面3的成型的接触表面5使附着能力提高而放置在金属支承框架上。芯片6经由连接线8与金属支承框架1电连接。芯片6呈滴状地受到保护地埋入与一种塑料状的隔离物里面。
图6表示一个金属支承框架1和一个冲压头9，后者具有异形轮廓，在箭头方向上向表面3运动。
图7表示了冲压头9的异形轮廓如何钻入表面3里的。图3表示所形成的凹坑2以及在凹坑2周围由金属支承框架1的材料所形成的凸起1a。
图9表示了金属支承框架1和一个具有平行于表面3的平的冲压头表面的冲压头10，该冲压头在箭头方向上向着表面3移动。
图10表示了冲压头10如何放置在表面3上并使凸起1a挤到凹坑2里。
图11表示了所形成的凹坑2，它具有由金属支承框架1的材料所形成的制动槽口4。图2则详细表示了一个这样所形成的凹坑的放大图。
权利要求
1.金属支承框架，在其表面(3)内的一个接触表面(5)部位里至少有一个凹坑(2)，其特征在于，至少有一个凹坑(2)在其指向表面(3)的端部具有最大的横断面；至少有一个凹坑(2)在环形围绕其最大横断面处具有一个平行于金属支承框架(1)表面(3)的环形制动槽口(4)；制动槽口(4)的背离凹坑(2)的面(4a)正好由金属支承框架(1)的表面(3)封闭而且环形的制动槽口(4)整体与金属支承框架(1)连接。
2.按权利要求1所述的金属支承框架，其特征在于，凹坑(2)设计成圆锥形的，其中圆锥的底面对应于最大横断面。
3.按权利要求1所述的金属支承框架，其特征在于，凹坑(2)设计成底面为正方形的棱锥体形状，其中棱锥体的正方形底面就对应于最大横断面。
4.按权利要求1至3中任意一项所述的金属支承框架，其特征在于，凹坑(2)具有垂直最大深度为5至200微米。
5.按权利要求1至4中任意一项所述的金属支承框架的应用作为半导体支座、集成电路外壳部分、滑动触头、电刷、连接器或者传感器。
6.用于制造按照权利要求1至4中任意一项所述的一个金属支承框架(1)的工艺方法，尤其是用于电子元部件的，按以下步骤进行-在至少一个接触表面(5)上向金属支承框架(1)的表面(3)里冲压出至少一个凹坑(2)，同时在环形围绕凹坑(2)的表面(3)上形成了凸起(1a)，其中这种凸起(1a)是由金属支承框架(1)的由凹坑(2)里挤出的材料所形成的；-将冲压头(10)放在凸起(1a)上，其中置于凸起(1a)上面的冲压头的表面设计成平行于金属支承框架(1)的表面(3)的平面；-在垂直于表面(3)的方向上借助于冲压头(10)对凸起(1a)加压并使表面(3)变平，同时由凸起(1a)处的材料形成了环形的制动槽口(4)。
全文摘要
所提出的金属支承框架在表面(3)的接触表面(5)部位里至少有一个凹坑(2),金属支承框架的特征在于,至少有一个凹坑(2)在其指向表面(3)的端部具有最大的横断面;至少有一个凹坑(2)在环形围绕其最大横断处面具有一个平行对准金属支承框架(1)表面(3)的环状制动槽口(4);制动槽口(4)的背离凹坑(2)的面(4a)正好由金属支承框架(1)的表面(3)封闭,而且环形的制动槽口(4)整体与金属支承框架(1)连接。
文档编号H01L21/48GK1355668SQ01137789
公开日2002年6月26日 申请日期2001年10月31日 优先权日2000年10月31日
发明者A·鲍尔, H·哈特曼, G·科洛德策尔 申请人:W.C.贺利氏股份有限两合公司