DE19843479A1

DE19843479A1 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE19843479A1
Application number: DE19843479A
Authority: DE
Inventors: Jens Pohl; Simon Muff
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-03-30

Abstract

Es wird ein Bauelement vorgesehen, das einen Halbleiterchip aufweist, der auf einer Trageplatte angeordnet ist, wobei Anschlußelemente, die in die Nähe des Halbleiterchips heran geführt sind, an ihrem Ende in der Nähe des Halbleiterchips derart abgebogen sind, daß sie die Trageplatte berühren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement gemäß Patent anspruch 1.

Mit steigender Leistungsfähigkeit der Halbleiterbauelemente wächst das Problem, daß innerhalb des Gehäuses zunehmend Ver lustwärme entsteht, die abgeführt werden muß. Übliche Baufor men von Halbleiterbauelementen weisen Zuführelemente, soge nannte Leads auf, die von außerhalb in das Gehäuse des Haupt bauelementes in die Nähe des Halbleiterchips herangeführt sind, und mit diesem elektrisch kontaktiert sind. Der Halb leiterchip wiederum ist entweder direkt mit diesen sogenann ten Leads verbunden oder auf einer Trageplatte angeordnet. Weiterhin besteht des Gehäuse hinterer Bauform häufig aus ei ner Kunststoffpreßmasse über die die entstehende Wärme nicht ausreichend abgeführt werden kann. Nunmehr ist oftmals zu sätzlich vorgesehen, daß die vom Halbleiterchip erzeugte Wär me über die Leads oder über das Trageelement abgeführt wird. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, die Rückseite des Trage elemetes nachträglich galvanisch zu bearbeiten.

Daher liegt der Erfindung zugrunde, ein Halbleiterbauelement vorzusehen, bei dem eine Trageplatte zur Wärmeabfuhr vorgese hen ist, die nachträglich galvanisch bearbeitbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Insbesondere das Vorsehen des Halbleiterchip auf einer wärme leitenden Platte und durch die zusätzliche Maßnahme, daß ein Zuführelement das mit der wärmeleitenden Platte in Berührung steht, wird die nachträgliche galvanische Bearbeitung leicht ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dadurch, daß das Zuführelement in einer Ausnehmung der wärme leitenden Platte eingreift ist die Übergangsfläche zwischen der Platte und dem Zuführelement für eine verbesserte elek trische Kontaktierung vergrößert. Durch Vorsehen eines Kühl körpers ist weiterhin das Vermögen Wärme abzuführen insbeson dere dadurch, daß der Kühlkörper mittels eines Verbindungse lementes an das Trageteil angeschweißt ist, vergrößert.

Nachfolgend wir die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die dazugehörenden Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein typisches modernes Halbleiterbauelemente gehäuse in Perspektivansicht,

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Gehäuse in zwei Schnitt ansichten,

Fig. 3 das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse in zwei Schnittansichten, in erfindungsgemäßer Ausgabehalterung

Fig. 4A bis 4C in Ausschnittsvergrößerungen Einzelheiten weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltungen,

Fig. 5 eine Ausschnittvergrößerung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ausge staltungen und

Fig. 6 ein Verbindungselement gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgabenhalterung.

In Fig. 1 ist eine bisher weitgehend bekannte Gehäuseform dargestellt, wie sie insbesondere für Halbleiterspeicherbau steine verwendet wird. Das Gehäuse 1 ist beispielsweise aus Kunststoff-Preßmasse hergestellt, wobei bei der hier darge stellten aufrecht stehenden Gehäuseform auf einer Seite An schlußelemente 4 heraus geführt sind, die der Spannungsver sorgung und/oder dem Zuführen beziehungsweise Abführen von Daten dienen. An der Hauptfläche des Bauelementes 1, die ge mäß Fig. 1 als Rückseite dargestellt ist, ist eine Wärmesenke beziehungsweise Kühlkörper 2 am Bauelement angeordnet, wobei die Wärmesenke 2 Anschlußstifte aufweist, die in einer nicht dargestellten Trägerplatte, beziehungsweise Halterung zur me chanischen Stabilisierung des Bauelementes beziehungsweise zur Weiterleitung der anfallenden Wärme, eingeführt werden.

In Fig. 2 ist das in Fig. 1 dargestellte Bauteil in einem üb lichen Aufbau schnittbildlich dargestellt. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, umgibt das in Fig. 1 dargestellt Gehäuse einen Halbleiterchip 5, der auf einer wärmeleitenden Platte 6 ange ordnet ist. Weiterhin sind die Anschlußelemente 4, die gemäß Fig. 1 aus dem Gehäuse heraus geführt sind, bis in die Nähe zugeordneter Anschlußelemente beziehungsweise Kontaktpads 7 des Halbleiterchips 5 heran geführt und mittels Drahtbondver bindungen 8 elektrisch leitend verbunden. Wie der Darstellung gemäß Fig. 2 weiterhin zu entnehmen ist, stellt die Platte 6 ein Teil der Gehäuseoberfläche dar und liegt somit zur Abfüh rung von Wärme nach außen frei. An dieser Platte 6 ist nun mehr der Kühlkörper 2 zum Weiterleiten der beim Betrieb des Bauelementes anfallenden Wärme angeordnet.

Fig. 3 zeigt nunmehr ein erfindungsgemäßes Ausführungsbei spiel, das nach außen die gleiche Gehäuseform aufweist, wie das in Fig. 1 dargestellte Bauelement. Gemäß Fig. 3 sind einige Anschlußelemente 4' breiter ausgebildet als andere Anschluße lemente 4. Diese dienen dem Zuführen elektrischer Energie zur wärmeleitenden Platte 6. Sie können ebenfalls mit zugeordne ten Kontaktpads elektrisch verbunden werden, um Teile des Halbleiterchip 5 mit dem gleichen Potential zu versehen. Überhaupt geschieht die elektrische Kontaktierung der An schlußelemente 4 bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungs beispiel ähnlich wie bezüglich Fig. 2 zuvor beschrieben und in Fig. 2 dargestellt ist.

Weiterhin ist in Fig. 3 zusätzlich ein Mold-Anker 9 darge stellt, der der mechanischen Stabilisierung der Anschlußele mente 4 bzw. 4' in einer Lead-Frame-Anordnung für den Monta geprozeß dient.

Gemäß Fig. 4A bis 4C sind unterschiedliche Ausgestaltungen der elektrischen Verbindung zwischen einem Anschlußelement 4' und der wärmeleitenden Platte 6 dargestellt. Hierbei ist deutlich erkennbar, daß diese Anschlußelemente 4" in Richtung der wär meleitenden Platte 6 in der Nähe des Halbleiterchips 5 abge bogen sind, um die Trageplatte 6 im fertigen Halbleiterbau element zu berühren. Dabei kann, wie in Fig. 4B dargestellt ist, an der Stelle, an der ein Ende des Anschlußelementes 4' die Platte 6 berührt, diese mit einer speziellen Auflage 14 versehen ist, um einen besseren Kontakt herzustellen.

Gemäß Fig. 4A bis 4C ist ebenfalls die Preßmassenform 15 dar gestellt, in die die Platte 6 zusammen mit dem Halbleiterchip 5 und dem Anschlußelement 4' eingelegt wird, so daß die Plat te 6 nach fertiger Montage Teil der Gehäuseoberfläche ist. Wie gemäß Fig. 4C dargestellt ist, kann es nunmehr vorteilhaft sein, daß wärmeleitende Anschlußelement 4' derart abzubiegen, daß ein Zwischenbereich die der Trageplatte 6 gegenüberlie gende Seite der Preßmassenform 15 im geschlossenen Zustand vor dem Einführen der Preßmasse berührt. Somit wird das Ende 10 des Anschlußelementes 4' gegen die Platte 6 drückt. Durch diesen Druck kommt es zu einem weiter verbesserten Kontakt zwischen der Platte 6 und dem Anschlußelement 4'.

Um den zuvor beschriebenen Effekt weiter zu verstärken, kann, wie in Fig. 5 dargestellt ist, in der Platte 6 ebenfalls eine Ausnehmung 13 ausgebildet sein, die der Form des Endes 10 des Anschlußelementes 4' entspricht. Auf diese Art und Weise er gibt sich eine große Kontaktfläche zwischen der Platte 6 und dem Ende 10 des Anschlußelementes 4'.

Um den gemäß in Fig. 1 und 2 dargestellten Kühlkörper 2 fest und mit einem guten Wärmeübergang versehen, mit der Platte 6 zu verbinden, kann der Kühlkörper 2, wie in Fig. 6 darge stellt ist, Öffnungen aufweisen, die mit Anschlußzungen 11 versehen sind. Ist der Kühlkörper 2 nunmehr auf die Platte 6 aufgelegt, so können in Bereich dieser Zungen 11 leicht Schweißverbindungen hergestellt werden, um, wie zuvor gefor dert, eine feste und gut Wärme leitende Verbindung zwischen Kühlkörper 2 und der Platte 6 zu erzeugen. Diese mit den An schlußzungen 11 versehenen Öffnungen können dabei in ge wünschter Weise auf der Fläche des Kühlkörpers verteilt sein.

Claims

1. Halbleiterbauelement mit einem Halbleiter-Chip (5), der auf einer wärmeleitenden Platte (6) angeordnet ist und mehre ren Zuführelementen (4), die mit jeweils einem Ende 10 an den Halbleiterchip (5) herangeführt sind und mit dem Halbleiter chip (5) und/oder der wärmeleitenden Platte (6) eine elektri sche Verbindung (8) aufweisen, wobei die Anordnung von einem Gehäuse (1) umgeben ist, aus dem die Zuführelemente (4) her ausragen und das teilweise von der wärmeleitenden Platte ge bildet ist und wobei, wenn ein Zuführelement (4) mit der wär meleitenden Platte (6) verbunden ist, am Ende (10), das an den Halbleiterchip (5) herangeführt ist, die wärmeleitende Platte (6) berührt, die einen Teil des Gehäuses.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem das die wär meleitende Platte (6) berührende Zuführelement (4) in eine Ausnehmung (13) der wärmeleitenden Platte (6) eingreift.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, bei dem die wärme leitende Platte (6), dort wo sie Teil des Gehäuses ist, einen Kühlkörper (2) ausweist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, bei dem der Kühlkör per (2) mittels eines Verbindungselementes (11) an die Platte (6) im Bereich der Gehäuseoberfläche angeschweißt ist.