DE10002362A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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Abstract

Es ist ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterchip (2) und einer zumindest zweiteiligen Trägeranordnung (1), die elektrisch leitend und wärmeleitend ist, vorgesehen. Der Halbleiterchip (2) weist zumindest eine planare Diode auf, die auf einer Oberfläche des Halbleiterchips (2) einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist, wobei der zweite Anschluß gegenüber dem ersten Anschluß lateral versetzt ist. Der erste Anschluß der Diode ist über ein strom- und wärmeführendes Verbindungsteil (4) mit dem ersten Teil der Trägeranordnung flächig verbunden und der zweite Anschluß der Diode ist über ein strom- und wärmeführendes Verbindungsteil (4) auf dem zweiten Teil der Trägeranordnung (1) flächig verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterchip und einer zumindest zweiteiligen Trägeranord­ nung.
Bekannte Halbleiterdioden werden durch Dotieren eines Halb­ leiterchips, beispielsweise mittels Epitaxie, hergestellt. Danach wird die so entstandene Diode mittels herkömmlicher die and wire-Kontaktiertechnik angeschlossen. Dabei wird üb­ licherweise der Katodenanschluß auf dem Diepad montiert und der Anodenkontakt über Draht-Bondtechnik mit dem zweiten An­ schluß verbunden.
Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, daß es zu einer ungleichmäßigen Wärmeabfuhr kommt. Es ist leicht ein­ sehbar, daß bei der zuvor erläuterten Ausführung über den Ka­ todenkontakt gut Wärme abgeführt werden kann, während über die Draht-Bondverbindung kaum Wärme abführbar ist.
Demgegenüber weist die Erfindung die Aufgabe auf, eine Diodenanordnung vorzusehen, bei der die Wärme leicht abführ­ bar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß sowohl Anoden- als auch Katodenkontakt flächig auf einem Teil der Trägeranordung verbunden ist, ist eine gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch das Einhüllen in eine Pressmasse und entsprechende Ausformung der aus der Press­ masse herausragenden Enden der Trägeranordnung, kann die erfindungsgemäße Anordnung als bekanntes SMD-Gehäuse gebildet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement im Querschnitt und
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement in der Draufsicht.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement im Querschnitt dargestellt. Auf einer zweiteiligen Trägeranord­ nung 1, die für die Herstellung üblicherweise als Leadframe vorgesehen ist, ist ein Siliziumchip 2 angeordnet. Dieser Si­ liziumchip 2 weist eine Diode 3 auf, die mittels bekannter Hilfsmittel mit ihrem Anodenkontakt auf einem Leadframean­ schluß 1 elektrisch und mechanisch angeordnet ist. Dieses Hilfsmittel 4 ist ein großflächig aufgetragenes Kontaktmate­ rial wie beispielsweise Gold oder ein Lot (AuSn) oder ein Silberleitkleber. Bei der Verwendung von Gold erfolgt der Verbindungsvorgang mittels Thermokompression.
Um eine gute elektrisch leitende Verbindung bzw. eine gute wärmeleitende Verbindung herzustellen, wird das Hilfsmittel 4 großflächig aufgetragen. Dabei ist zu beachten, daß in der Darstellung von Fig. 1 übliche isolierende und schützende Schichten, wie Oxid- bzw. Nitritschichten nicht dargestellt sind, so daß der Anodenkontakt sicher ohne Kurzschluß zur Ka­ tode mit dem einen Anschluß des Leadframes 1 kontaktiert ist. Das Substratmaterial des Halbleiterchips 2 stellt den Kato­ denkontakt dar, und dieser ist mittels gleicher Hilfsmittel 4 mit dem zweiten Teil der Trägeranordnung 1, d. h. mit dem zweiten Anschlußbein des Leadframes 1 elektrisch leitend und wärmeleitend verbunden. Dabei ist zu beachten, daß die Anschlüsse, die über die beiden Trägerelemente 1 erfolgen, möglichst dicht beeinander liegen, um eine Wärmeleitung, die mittels eines Pfeiles 7 angedeutet ist, gut zu gewährleisten.
Die ganze zuvor beschriebene Anordnung ist mittels Pressmasse umgeben, so daß sich ein Gehäuse 6, wie gestrichelt darge­ stellt, bildet. Die aus dem Gehäuse 6 herausragenden Enden der Trägeranordnung 1 sind so gebogen, daß sich übliche "An­ schlußbeinchen", wie sie für SMD-Gehäuse bekannt sind, gebil­ det sind.
Wie in Fig. 2 in der Draufsicht zu sehen ist, liegt der Halb­ leiterchip 2 [großflächig] mittels der Hilfsmittel 4 C9 auf der Trägeranordnung 1 auf.
Die beschriebene Kontaktierung des Halbleiterchips 2 mit der zweiteiligen Trägeranordnung 1 entspricht einer üblichen be­ kannten Flip-Chip-Einbautechnik auf Leadframe. Der Chip 2 liegt somit innerhalb des Gehäuses mit maximaler Quer­ schnittsfläche senkrecht zum Wärmefluß. In der dargestellten Anordnung kann somit beispielsweise für eine 1-Ampere- Schottky-Diode mit "Medium-Barrier" ein Wärmewiderstand von der Wärmequelle bis zum Katodenkontakt von max. 20 K/W in ei­ nem bekannten SCD80-Gehäuse erreicht werden. Das bedeutet, daß nur 30% des Wärmewiderstandes des Anschlußbeinchens im Halbleiterchip vorliegen. Das bedeutet wiederum, daß die Asymmetrie in der Wärmeableitung weniger als 30% ausmacht, wenn man die geringere Länge des Katodenbeinchens gegenüber dem Anodenbeinchen berücksichtigt. Bei ausreichend hoher Sub­ stratdotierung ist der elektrische Substratwiderstand bei ei­ ner 1-Ampere-Schottky-Diode in einem SCD80-Gehäuse etwa dop­ pelt so hoch wie bei Rückseitenkontaktierung. Dies bedeutet eine Erhöhung des gesamten Bahnwiderstandes um ca. 15%.
Als Anwendungsbeispiel kommt die bisher bereits bekannte Schottkidiode BAT65 in Frage, die eine maximale Leistungsaufnahme von 0,45 W aufweist und eine gute thermische Anbindung benötigt.

Claims (3)

1. Halbleiterbauelemente mit einem Halbleiterchip (2) und ei­ ner zumindest zweiteiligen Trägeranordnung (2), die elek­ trisch leitend und wärmeleitend ist, wobei der Halbleiter­ chip (2) zumindest eine planare Diode aufweist, die auf einer Oberfläche des Halbleiterchips (2) einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist, wobei der zweite Anschluß gegenüber dem ersten Anschluß lateral versetzt ist und wobei der erste Anschluß der Diode über ein strom- und wärmeführendes Verbindungsteil (4) mit dem ersten Teil der Trägeranordnung flächig verbunden ist, und der zweite An­ schluß der Diode über ein strom- und wärmeführendes Ver­ bindungsteil (4) auf dem zweiten Teil der Trägeranor­ dung (1) flächig verbunden ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei der Halblei­ terchip (2) und der Teil der Trägeranordung (1) auf dem der Halbleiterchip aufliegt, von Pressmasse umgeben ist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei jedes Teil der Trägeranordnung mit einem Ende aus der Pressmasse heraus­ ragt und so geformt ist, daß es zusammen mit der Press­ masse ein SMD-Gehäuse bildet.
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