DE10334426A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE10334426A1
DE10334426A1 DE10334426A DE10334426A DE10334426A1 DE 10334426 A1 DE10334426 A1 DE 10334426A1 DE 10334426 A DE10334426 A DE 10334426A DE 10334426 A DE10334426 A DE 10334426A DE 10334426 A1 DE10334426 A1 DE 10334426A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
main surface
substrate
connection
semiconductor package
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10334426A
Other languages
English (en)
Inventor
Shohei Moriwaki
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
Publication of DE10334426A1 publication Critical patent/DE10334426A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H01L23/3128Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4093Snap-on arrangements, e.g. clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12044OLED
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (100) beinhaltet ein Halbleitergehäuse (1), ein unterhalb des Halbleitergehäuses (1) bereitgestelltes Substrat (4), ein auf dem Halbleitergehäuse (1) vorgesehenes Metallsubstrat (6) und ein Befestigungselement (7), das das Halbleitergehäuse (1) und das Metallsubstrat (6) auf dem Substrat (4) positioniert. Das Substrat (4) ist mit einem Loch (9), das durch das Substrat (4) hindurch reicht, versehen. Ein Abschnitt des Befestigungselements (7) ist in das Loch (9) gesteckt und eine Spitze (7t) des Befestigungselements (7) berührt einen vierten Anschluss (5). Das Halbleitergehäuse (1) besitzt eine erste Hauptoberfläche (1a), eine der ersten Hauptoberfläche (1a) gegenüberliegend vorgesehene zweite Hauptoberfläche (1b) und einen auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehenen ersten Anschluss (2).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Halbleitervorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Halbleitervorrichtung mit einem Halbleitergehäuse.
  • Eine bekannte Halbleitervorrichtung mit einem Halbleitergehäuse ist zum Beispiel in der japanischen Offenlegungsschrift JP 11204679 offenbart.
  • Bei der in obiger Druckschrift offenbarten Halbleitervorrichtung weist ein Halbleiterchip eine obere Oberfläche mit einer Mehrzahl von Spannungsversorgungs-Signalleitungen zum Bereitstellen einer Spannungsversorgung und eine untere Oberfläche mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für ein Signal zum Austauschen von Signalen. Der Halbleiterchip ist in einem Gehäuse untergebracht. Eine Spannungsversorgungs-Verbindungsleitung, die außerhalb des Gehäuses ausgebildet ist, ist mit einer Elektrode für eine Spannungsversorgung und einer Leiterplatte verbunden.
  • Solch eine Halbleitervorrichtung weist das Problem auf, dass die Spannungsversorgungs-Verbindungsleitung dazu tendiert, sich leicht von der Leiterplatte abzulösen, wodurch die Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung verschlechtert wird.
  • Die vorliegende Erfindung soll das oben beschriebene Problem lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfüllt durch eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Eine Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Halbleitergehäuse, ein Substrat, ein Metallsubstrat und ein metallenes Befestigungselement. Das Halbleitergehäuse hat eine erste Hauptoberfläche, eine der ersten Hauptoberfläche gegenüber vorgesehene zweite Hauptoberfläche, einen auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehenen ersten Anschluss, einen auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehenen zweiten Anschluss und ein Halbleiterelement auf. Das Substrat weist eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende dritte Hauptoberfläche, eine der dritten Hauptoberfläche gegenüberliegende vierte Hauptoberfläche, einen mit dem ersten Anschluss verbundenen dritten Anschluss und einen auf der vierten Hauptoberfläche vorgesehenen vierten Anschluss auf. Das Metallsubstrat weist eine der zweiten Hauptoberfläche gegenüberliegende und elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbundene fünfte Hauptoberfläche und eine der fünften Hauptoberfläche gegenüberliegende sechste Hauptoberfläche auf. Das Befestigungselement liegt an der sechsten Hauptoberfläche zum Positionieren des Metallsubstrats an. Das Substrat ist mit einem Loch versehen, das durch das Substrat hindurch reicht. Ein Abschnitt des Be festigungselements ist in das Loch eingesteckt, und eine Spitze des Befestigungselements berührt den vierten Anschluss.
  • Bei der wie oben beschrieben aufgebauten Halbleitervorrichtung ist ein Abschnitt des Metallelements in das Loch gesteckt, und die Spitze des Metallelements liegt an dem vierten Anschluss an. Folglich drückt die Spitze des Metallelements gegen die vierte Hauptoberfläche, die den vierten Anschluss aufweist. Zusätzlich drückt ein anderer Abschnitt des Befestigungselements über das Metallsubstrat und das Halbleitergehäuse gegen die dritte Hauptoberfläche des Substrats. Folglich werden das Metallsubstrat, das Halbleitergehäuse und das Substrat durch das metallene Befestigungselement zusammengeschichtet. Daher kann eine Trennung des Befestigungselements von dem Substrat verhindert werden. Folglich kann eine Halbleitervorrichtung hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • Von den Figuren zeigen:
  • 1 einen Grundriß einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines Metallsubstrats;
  • 4 eine Querschnittsansicht eines Befestigungselements;
  • 5 eine Querschnittsansicht eines Halbleitergehäuses;
  • 6 eine Querschnittsansicht eines Substrats;
  • 7 eine Querschnittsansicht eines Halbleitergehäuses, das bei einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; und
  • 8 eine Querschnittsansicht eines Halbleitergehäuses, das bei einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Im folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den folgenden Ausführungsformen werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen oder entsprechenden Abschnitten zugeordnet werden, und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt werden.
  • Erste Ausführungsform
  • Mit bezug auf 1 weist eine Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Substrat 4 auf.
  • Substrat 4 weist eine näherungsweise rechteckige Form (eine quadratische Form in 1) auf und ist-näherungsweise von flacher rechteckiger Form. Das Substrat 4 hat eine dritte Hauptoberfläche 4a.
  • An den Vierecken des Substrats 4 sind Durchgangslöcher 9 vorgesehen. Die Abstände zwischen benachbarten Durchkontaktierungen 9 sind nahezu gleich. Daher bilden die Leitungen, die die vier Durchkontaktierungen 9 miteinander verbinden, näherungsweise die Figur eines Quadrats.
  • Ein Halbleitergehäuse 1 ist auf der dritten Hauptoberfläche 4a vorgesehen. Das Halbleitergehäuse 1 beinhaltet ein Halbleiterelement (nicht dargestellt in 1) und stellt einen Kern der Halbleitervorrichtung dar. Auf einer zweiten Hauptoberfläche 1b des Halbleitergehäuses 1 ist ein Metallsubstrat 6 als ein Wärmeabstrahlungsbauteil zum Kühlen vorgesehen. In seinem Grundriß ist das Metallsubstrat 6 etwas kleiner als das Halbleitergehäuse 1. Auf einer sechsten Hauptoberfläche 6b des Metallsubstrats 6 ist eine Mehrzahl von Kühlrippen 6c zur Wärmeabstrahlung vorgesehen. Die Kühlrippen 6c vergrößern die Oberfläche des Metallsubstrats 6 und strahlen Wärme von dem Halbleitergehäuse 1 ab. Diese Kühlrippen 6c sind derart benachbart angeordnet, dass sie sich nicht gegenseitig berühren.
  • Ein metallenes Befestigungselement 7 (ein befestigendes Metallhilfsmittel) ist derart vorgesehen, dass es das Metallsubstrat 6 bedeckt. Das Befestigungselement 7 ist so vorgesehen, dass es die Kühlrippen 6c nicht berührt. Ein Abschnitt des Befestigungselements 7 wird in das Durchgangsloch 9 gesteckt. Dann greift der Abschnitt des Befestigungselements 7 an dem Substrat 4 an, wodurch das Metallsubstrat 6 und das Halbleitergehäuse 1 auf dem Substrat 4 befestigt werden können.
  • Mit Bezug auf 2 beinhaltet die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Halbleitergehäuse 1, ein Substrat 4, ein Metallsubstrat 6 und ein Befestigungselement 7. Das Halbleitergehäuse 1 weist eine erste Hauptoberfläche 1a, eine der ersten Hauptoberfläche 1a gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 1b, einen auf der ersten Hauptoberfläche 1a vorgesehenen ersten Anschluss (einen Kugelanschluß) 2, einen auf der zweiten Hauptoberfläche 1b vorgesehenen zweiten Anschluss 8 und ein Halbleiterelement 10 auf. Der zweite Anschluss 8 ist ein Spannungsversorgungsanschluss oder ein Massepotentialanschluss.
  • Das als Hauptsubstrat dienende Substrat 4 weist eine der ersten Hauptoberfläche 1a gegenüberliegende dritte Hauptoberfläche 4a, eine der dritten Hauptoberfläche 4a gegenüberliegende vierte Hauptoberfläche 4b, einen an der dritten Hauptoberfläche 4a vorgesehenen und mit dem ersten Anschluss 2 verbundenen dritten Anschluss 3 und einen an der vierten Hauptoberfläche 4b vorgesehenen vierten Anschluss 5 auf. Der dritte Anschluss 3 ist eine Verbindungsleitung zum Verbinden. Der vierte Anschluss 5 ist eine Verbindungsleitung zum Bereitstellen einer Spannungsversorgung.
  • Das als Wärmeabstrahlungsbauteil zum Kühlen dienende Metallsubstrat 6 weist eine fünfte Hauptoberfläche 6a auf, die der zweiten Hauptoberfläche 1b gegenüberliegt und elektrisch mit dem zweiten Anschluss 8 verbunden ist, und weist eine der fünften Hauptoberfläche 6a gegenüberliegend vorgesehene sechste Hauptoberfläche 6b auf. Das metallene Befestigungselement 7 berührt die sechste Hauptoberfläche 6b derart, dass es das Metallsubstrat 6 positioniert.
  • Das Substrat 4 hat ein Durchgangsloch 9, das der Durchkontaktierung dient und durch das Substrat 4 hindurch reicht. Ein Abschnitt des Befestigungselements 7 ist in das Durchkontaktierungsloch 9 gesteckt. Eine Spitze 7t des Befestigungselements 7 berührt den vierten Anschluss 5.
  • Das Substrat 4 ist in der Form einer flachen Platte ausgebildet und an dessen Rändern ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 9 vorgesehen. Eine Mehrzahl von vierten Anschlüssen 5, die als Verbindungsleitungen zum Bereitstellen der Spannungsversorgung dienen, sind benachbart zu den Durchgangslöchern angeordnet. Auf der dem vierten Anschluss 5 gegenüberliegenden Seite ist eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen 3 als Verbindungsleitungen zur Verbindung vorgesehen. Der dritte Anschluss 3 liegt auf der dritten Hauptoberfläche 4a des Substrats 4 frei.
  • Das Halbleitergehäuse 1 ist derart vorgesehen, dass es auf das Substrat 4 gestapelt ist. Jeder am Halbleitergehäuse 1 als Kugelanschluß vorgesehene erste Anschluss 2 berührt einen dritten Anschluss 3. Als Folge davon sind der dritte Anschluss 3 und der zweite Anschluss 2 elektrisch miteinander verbunden. Innerhalb des Halbleitergehäuses 1 ist ein Halbleiterelement 10 als ein Halbleiterchip vorgesehen. Das Halbleiterelement 10 ist elektrisch mit dem ersten Anschluss 2 verbunden. Darüber hinaus ist das Halbleiterelement 10 elektrisch mit dem zweiten Anschluss 8 verbunden, der auf der dem zweiten Anschluss 2 gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist. In 2 besitzt der zweite Anschluss 8 ein Spannungsversorgungspotential. Das Halbleiterelement 10 ist in ein das Halbleitergehäuse 1 bildendes organisches Material eingegossen und ist vor Feuchtigkeit oder einem Druck von außen oder dergleichen geschützt.
  • Das als ein Wärmeabstrahlungsbauteil zum Kühlen dienende Metallsubstrat 6 ist auf das Halbleitergehäuse 1 gestapelt. Das Metallsubstrat 6 für die Wärmeabstrahlung ist aus einem Metall mit geringem Gewicht und mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, wie z.B. Aluminium, ausgebildet. Das Metallsubstrat 6 berührt direkt den zweiten Anschluss 8. Auf der Seite der sechsten Hauptoberfläche 6b des Metallsubstrats 6 ist eine Mehrzahl von Kühlrippen 6c vorgesehen. Die Kühlrippen 6c erstrecken sich alle in einer Richtung weg von dem Metallsubstrat 6 und vergrößern die Oberfläche des Metallsubstrats 6. Folglich strahlen die Kühlrippen 6c Wärme von dem Halbleitergehäuse 1 ab.
  • Das Befestigungselement 7 ist aus einem Metall mit geringem Gewicht, einer hohen thermischen Leitfähigkeit und einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, wie z.B. Aluminium, ausgebildet. Das Befestigungselement 7 ist elastisch und dessen Spitze 7t berührt den vierten Anschluss 5. Ein Vorsprung 7a des Befestigungselementes 7 berührt das Metallsubstrat 6. Folglich werden das Substrat 4, das Halbleitergehäuse 1 und das Metallsubstrat 6 durch das Befestigungselement 7 gestapelt zusammengehalten. Wie durch gestrichelte Linien 50 dargestellt, wird ein Strom von dem zweiten Anschluss 8 über das Metallsubstrat 6 und das Befestigungselement 7 zum vierten Anschluss 5 geliefert.
  • Mit Bezug auf 3 weist das Metallsubstrat 6 fünfte und sechste Hauptoberflächen 6a und 6b auf, die näherungsweise parallel zueinander sind. Eine Mehrzahl von Kühlrippen 6c erstreckt sich in einer Richtung, die nahezu senkrecht zu einer Richtung ist, in der sich die sechste Hauptoberfläche 6b erstreckt. Die Kühlrippen 6c sind mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet. Verschiedene Materialien können für das Metallsubstrat 6 verwendet werden, jedoch ist Leitfä higkeit notwendig. Das Metallsubstrat 6 kann unterschiedliche Materialien in unterschiedlichen Anteilen davon aufweisen.
  • In 3 wird eine leitende Paste auf die Abschnitte des Metallsubstrats 6 aufgebracht, die das Befestigungselement 7 und den zweiten Anschluss 8 berühren, so dass ein zuverlässiger Kontakt sichergestellt wird.
  • Mit Bezug auf 4 weist ein Befestigungselement 7 einen Vorsprung 7a und eine Spitze 7t auf. Der Vorsprung 7a ist ein Abschnitt, der die sechste Hauptoberfläche 6b des Metallsubstrats 6 berührt. Dieser Vorsprung 7a drückt gegen das Metallsubstrat 6.
  • Die Spitze 7t ist ein Abschnitt, der den vierten Anschluss 5 direkt berührt und gegen den vierten Anschluss 5 und das Substrat 4 drückt. Der Vorsprung 7a ist auch mit der sechsten Hauptoberfläche 6b des Metallsubstrats 6 elektrisch verbunden. Die Spitze 7t ist elektrisch mit dem vierten Anschluss 5 verbunden.
  • Eine leitfähige Paste wird unter den Abschnitten des Befestigungselements 7 auf den Vorsprung 7a, der das Metallsubstrat 6 berührt, und die Spitze 7t, die den vierten Anschluss 5 berührt, aufgebracht, so dass ein besserer Kontakt verwirklicht wird.
  • Mit Bezug auf 5 weist ein Halbleitergehäuse 1 ein Halbleiterelement 10 auf. Das Halbleiterelement 10 ist in Harz eingegossen. Der erste Anschluss 2 und der zweite Anschluss 8 sind elektrisch mit dem Halbleitergehäuse 1 verbunden. Jeder erste Anschluss 2 legt ein elektrisches Signal an das Halbleiterelement 10 an und gibt ein elektrisches Signal von dem Halbleiterelement 10 aus. Daher sind der erste Anschluss 2 und das Halbleiterelement 10 durch eine Verbindungsleitung (nicht dargestellt) elektrisch miteinander verbunden. Der zweite Anschluss 8 ist auch mit dem Halbleiterelement 10 durch eine Verbindungsleitung (nicht dargestellt) elektrisch verbunden. Es sei bemerkt, dass das Potential des zweiten Anschlusses 8 auf verschiedene Potentiale eingestellt werden kann, wie z.B. ein Spannungsversorgungspotential, ein Massepotential oder andere Potentiale.
  • Die leitfähige Paste wird unter den Abschnitten des Halbleitergehäuses auf den kugelförmigen ersten Anschluss 2 und den zweiten Anschluss 8 aufgebracht, so dass ein verbesserter Kontakt mit anderen Elementen erreicht werden kann.
  • Mit Bezug auf 6 weist ein Substrat 4 eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 9 auf. Die Durchgangslöcher 9 reichen durch das Substrat 4 hindurch und nehmen ein in 4 gezeigtes Befestigungselement 7 auf. Der vierte Anschluss 5 ist in einem Abschnitt innerhalb der Durchgangslöcher 9 vorgesehen. Der vierte Anschluss 5 ist auf einer vierten Hauptoberfläche 5b des Substrats 4 vorgesehen. An der dritten Hauptoberfläche 4a auf der der vierten Hauptoberfläche 4b gegenüberliegenden Seite ist eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen 3, die als eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen für eine Verbindung mit einem vorgeschriebenen Abstand dazwischen angeordnet sind.
  • Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform werden das Substrat 4, das Halbleitergehäuse 1 und das Metallsubstrat 6 durch das Befestigungselement 7 gestapelt zusammengenhalten. Folglich sind das Halbleitergehäuse 1 und das Metallsubstrat 6 nicht von dem Substrat 4 getrennt, wodurch eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • Zusätzlich verbindet das Befestigungselement 7, das das Halbleitergehäuse 1 und das Metallsubstrat 6 an das Substrat 4 befestigt, den zweiten Anschluss 8 und den vierten Anschluss 5 elektrisch miteinander. Daher erfüllt das Befestigungselement 7 zwei Funktionen, nämlich die Funktion eines Befestigungshilfsmittels und die Funktion einer Verbindungsleitung. Somit besteht keine Notwendigkeit, die Anzahl der die Halbleitervorrichtung bildenden Komponenten zu erhöhen.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann auf ein Mehrfachanschlussstiftgehäuse, wie z.B. ein "ball-grid array" (BGA) angewendet werden, um Spannungsversorgungsanschlüsse oder Masseanschlüsse an vier Ecken auf einer oberen Oberfläche des Halbleitergehäuses bereitzustellen. Der Spannungsversorgungsanschluss oder der Masseanschluss kann durch das als Wärmesenke zum Kühlen dienende Metallsubstrat 6 und dessen Befestigungsmetallhilfsmittel, d.h. das Befestigungselement 7, mit dem vierten Anschluss 5, der ein Masseanschluss oder ein Spannungsversorgungsanschluss am Substrat 4 darstellt, verbunden werden, und dementsprechend kann ein stabiles Spannungsversorgungspotential oder Massepotential bereitgestellt werden. Zusätzlich muß kein Spannungsversorgungsanschluss oder Masseanschluss dem ersten Anschluss 2 zugeordnet werden, der ein "ball"-Anschluss (Kugelanschluss) ist. Daher kann eine Signalleitung dem ersten Anschluss 2 zugeordnet werden. Folglich wird insbesondere bei einer Vorrichtung mit hoher Leistungsaufnahme die Verkleinerung des Gehäuses oder ein Gehäuse mit mehr Signalleitungen in einer einzelnen Halbleitervorrichtung erreicht.
  • Zweite Ausführungsform
  • Mit Bezug auf 7 beinhaltet ein Halbleitergehäuse 1 einen ersten Anschluss 2, der auf einer ersten Hauptoberfläche 1a vorgesehen ist, einen zweiten Anschluss 8; der auf einer zweiten Hauptoberfläche 1b vorgesehen ist, ein Halbleiterelement 10, das auf einer zweiten Hauptoberfläche 1b vorgesehen ist, und eine Verbindungsleitung 11, die das Halbleiterelement 10 mit dem zweiten Anschluss 8 verbindet.
  • Bei dem in 7 gezeigten Halbleitergehäuse 1 wird ein Spannungsversorgungspotential oder ein Massepotential von dem zweiten Anschluss 8 an einem der vier Ecken des Halbleitergehäuses 1 über Verbindungsleitungen 11 innerhalb des Halbleitergehäuses 1 dem Halbleiterelement 10 bereitgestellt. Das Halbleitergehäuse in 7 ist eine in einem Flip-Chip-Verfahren verpackte Halbleitervorrichtung.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform hat einen ähnlichen Effekt wie die Halbleitervorrichtung nach der ersten Ausführungsform. Zusätzlich muß bei dem Halbleitergehäuse vom Flip-Chip-Typ aufgrund der Bereitstellung des Spannungsversorgungsanschlusses oder des Masseanschlusses an den Vierecken auf der oberen Oberfläche des Gehäuses kein Spannungsversorgungspotential oder kein Massepotential dem ersten Anschluss 2, der ein "ball"-Anschluss (Kugelanschluß) ist, auf der gegenüberliegenden Seite zugeordnet werden. Folglich kann eine Signalleitung dem ersten Anschluss 2 zugeordnet werden. Daher wird bei einer Vorrichtung, insbesondere mit hoher Leistungsaufnahme, eine Verkleinerung eines Gehäuses oder ein Gehäuse mit mehr Signalleitungen in einem einzelnen Gehäuse erreicht.
  • Eine leitende Paste zum Verbessern eines Kontakts wird auf den Spannungsversorgungsanschluss oder den Masseanschluss auf dem Halbleitergehäuse 1 und der Unterseite der Halbleitervorrichtung aufgebracht. Folglich ist es möglich, einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss oder dem Masseanschluss und dem als Wärmeabstrahlungsbauteil dienenden Metallsubstrat sicherzustellen. Außerdem kann dem ersten Anschluss 2 ein Potential des Substrats 4 bereitgestellt werden. Folglich kann der Betrieb des Halbleiterelements 10 stabilisiert werden. Zusätzlich kann durch die Angleichung der Höhe der an den Vierecken des Halbleitergehäuses 1 bereitgestellten zweiten Anschlüsse 8 und des auf dem Halbleitergehäuse 1 bereitgestellten Halbleiterelements 10 eine Verringerung der an dem Halbleiterelement 10 nach dem Anbringen des Metallsubstrats 6 anliegenden Spannung erreicht werden. Folglich kann das Halbleiterelement 10 geschützt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Mit Bezug auf 8 beinhaltet ein Halbleitergehäuse 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen auf der ersten Hauptoberfläche 1a als einen "ball"-Anschluss (Kugelanschluss) bereitgestellten ersten Anschluss 2, an vier Ecken des Halbleitergehäuses 1 als Spannungsversorgungsanschluss oder ein Masseanschluss bereitgestellte zweite Anschlüsse 8, ein in dem Halbleitergehäuse durch ein Drahtkontaktierungsverfahren verpacktes Halbleiterelement 10, eine innerhalb des Halbleitergehäuses 1 für die Bereitstellung eines Spannungsversorgungspotentials oder eines Massepotentials vorgesehene Verbindungsleitung 11, einen Draht für eine mit dem Halbleiterelement 10 verbundene Signalleitung 12, einen Draht 13, der das Halbleiterelement 10 mit einem Spannungsversorgungspotential oder einem Massepotential versorgt, und ein Chip-Kontaktfleck 14, der das Halbleiterelement 10 an das Halbleitergehäuse 1 befestigt und ein Substratpotential bereitstellt.
  • Bei dem Halbleitergehäuse 1 in 8 wird ein Spannungsversorgungspotential oder ein Massepotential von dem zweiten Anschluss 8 an einem der vier Ecken auf der zweiten Hauptoberfläche 1b des Halbleitergehäuses 1 über die Verbindungsleitung 11 innerhalb des Halbleitergehäuses 1 zum Liefern eines Spannungsversorgungspotentials oder eines Massepotentials und über den Draht 13, der für ein Spannungsversorgungspotential oder ein Massepotential mit dem Halbleiterelement 10 verbunden ist, an das Halbleiterelement 10 geliefert.
  • Die Halbleitervorrichtung, die das gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführte Halbleitergehäuse verwendet, besitzt einen ähnlichen Effekt wie die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Zusätzlich muß bei dem Halbleitergehäuse 1 vom Drahtkontaktierungstyp aufgrund der Bereitstellung des zweiten Anschlusses 8, der ein Anschluss für eine Spannungsversorgung oder eine Masse oder dergleichen ist, an vier Ecken auf der oberen Oberfläche des Halbleitergehäuses 1 dem ersten Anschluss 2, der ein "ball"-Anschluss (Kugelanschluss) ist, kein Spannungsversorgungsanschluss oder Masseanschluss zugeordnet werden. Folglich kann dem ersten Anschluss 2 auf der Unterseite eine Signalleitung zugeordnet werden. Daher wird bei einer Vorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung mit hoher Leistungsaufnahme eine Verkleinerung des Gehäuses oder ein Gehäuse mit mehr Signalleitungen innerhalb eines einzelnen Halbleitergehäuses erreicht. Zusätzlich wird eine leitende Paste zum Verbessern eines Kontakts auf den zweiten Anschluss 8 des Halbleitergehäuses 1 für eine Spannungsversorgung oder eine Masse aufgebracht. Folglich ist es möglich, einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem zweiten Anschluss 8 für ein Spannungsversorgungspotential oder ein Massepotential und dem Metallsubstrat 6 sicherzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein zuverlässiger elektrischer Kontakt sichergestellt werden, wodurch eine Halbleitervorrichtung von hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden kann.

Claims (3)

  1. Halbleitervorrichtung mit: einem Halbleitergehäuse (1) einschließlich einer ersten Hauptoberfläche (1a), einer der ersten Hauptoberfläche (1a) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (1b), einem an der ersten Hauptoberfläche vorgesehenen ersten Anschluss (2), einem auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehenen zweiten Anschluss (8) und ein Halbleiterelement (10); einem Substrat (4) mit einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden dritten Hauptoberfläche (4a), einer der dritten Hauptoberfläche gegenüberliegenden vierten Hauptoberfläche (4b), einem den ersten Anschluss berührenden dritten Anschluss (3) und einem an der vierten Hauptoberfläche vorgesehenen vierten Anschluss (5); einem Metallsubstrat (6), das eine der zweiten Hauptoberfläche gegenüberliegende fünfte Hauptoberfläche (6a) aufweist und elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, und eine der fünften Hauptoberfläche gegenüberliegenden sechsten Hauptoberfläche (6b) aufweist; und einem metallenen Befestigungselement (7), das die sechste Hauptoberfläche derart berührt, dass das Metallsubstrat positioniert wird; wobei das Substrat mit einem Loch (9), das durch das Substrat hindurch reicht, versehen ist; und ein Abschnitt des Befestigungselements, das in das, Loch gesteckt ist, und eine Spitze (7t) des Befestigungselements den vierten Anschluss berühren.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Halbleitergehäuse (1) ein Halbleitergehäuse vom Flip-Chip-Typ ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Halbleitergehäuse (1) ein Halbleitergehäuse vom Drahtkontaktierungstyp ist.
DE10334426A 2003-02-14 2003-07-28 Halbleitervorrichtung Withdrawn DE10334426A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-036931 2003-02-14
JP2003036931A JP4020795B2 (ja) 2003-02-14 2003-02-14 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10334426A1 true DE10334426A1 (de) 2004-09-02

Family

ID=32821076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10334426A Withdrawn DE10334426A1 (de) 2003-02-14 2003-07-28 Halbleitervorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6836005B2 (de)
JP (1) JP4020795B2 (de)
KR (1) KR100598652B1 (de)
CN (1) CN1316606C (de)
DE (1) DE10334426A1 (de)
TW (1) TWI237291B (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016087A (ko) * 2003-08-06 2005-02-21 로무 가부시키가이샤 반도체장치
US7202420B2 (en) * 2003-12-16 2007-04-10 Intel Corporation Methods to prevent mechanical flexure related BGA failure
JP2006019636A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Renesas Technology Corp 半導体装置
DE102006040435B3 (de) * 2006-08-29 2008-01-31 Infineon Technologies Ag Anordnung und Verfahren zur Montage eines Leistungshalbleitermoduls
JP4972391B2 (ja) * 2006-12-13 2012-07-11 新光電気工業株式会社 シールドケース付パッケージおよびシールドケース付パッケージの製造方法
TW200828555A (en) * 2006-12-18 2008-07-01 Advanced Connection Tech Inc Package module for radio frequency identification chip
US7701054B2 (en) * 2007-02-12 2010-04-20 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module and method for its manufacture
US7863738B2 (en) * 2007-05-16 2011-01-04 Texas Instruments Incorporated Apparatus for connecting integrated circuit chip to power and ground circuits
JP4983824B2 (ja) * 2009-02-25 2012-07-25 ブラザー工業株式会社 ヒートシンク保持部材および液体吐出装置
US9484279B2 (en) * 2010-06-02 2016-11-01 STATS ChipPAC Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming EMI shielding layer with conductive material around semiconductor die

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3168901B2 (ja) * 1996-02-22 2001-05-21 株式会社日立製作所 パワー半導体モジュール
JP3912445B2 (ja) 1997-11-05 2007-05-09 日立電線株式会社 半導体装置
JPH11204679A (ja) 1998-01-08 1999-07-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US6075700A (en) * 1999-02-02 2000-06-13 Compaq Computer Corporation Method and system for controlling radio frequency radiation in microelectronic packages using heat dissipation structures
JP2001208626A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサ装置
US6512675B1 (en) * 2000-06-28 2003-01-28 Advanced Micro Devices, Inc. Heat sink grounded to a grounded package lid

Also Published As

Publication number Publication date
US20040159926A1 (en) 2004-08-19
KR20040073942A (ko) 2004-08-21
KR100598652B1 (ko) 2006-07-13
US6836005B2 (en) 2004-12-28
CN1316606C (zh) 2007-05-16
TW200415673A (en) 2004-08-16
JP4020795B2 (ja) 2007-12-12
JP2004247589A (ja) 2004-09-02
CN1521841A (zh) 2004-08-18
TWI237291B (en) 2005-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009055648B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE19650148B4 (de) Halbleitervorrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE19928075B4 (de) Speichermodul mit Wärmeableiter
DE112009000351B4 (de) Mikroelektronischer Baustein, der Siliziumpatches für Zwischenverbindungen hoher Dichte enthält, und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102005016439B4 (de) Halbleiterbauelementpackung und Herstellungsverfahren
EP1450404B1 (de) Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE10049551A1 (de) Gestapeltes Halbleiterbauteil
DE202011110802U1 (de) Verbesserte mikroelektronische Stapelanordnungen mit mittigen Kontakten und verbessertem wärmetechnischem Kennwert
DE102004001829A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE10222678A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE19628376A1 (de) Integrierte Schaltkreisanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102004012595A1 (de) Interposer, Interposer-Package und diese verwendende Vorrichtung
DE10142119B4 (de) Elektronisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006011473B4 (de) Mehrchipgehäuse und Verfahren zum Bilden von Mehrchipgehäusen für eine ausgeglichene Leistung
DE102017218138A1 (de) Vorrichtung mit Substrat mit leitfähigen Säulen
DE19522172C1 (de) Leistungs-Halbleitermodul mit Anschlußstiften
DE10334426A1 (de) Halbleitervorrichtung
EP3066618B1 (de) Ic-modul für unterschiedliche verbindungstechniken
DE102009027416B4 (de) Halbleitermodul mit steckbarem Anschluss und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit steckbarem Anschluss
DE112015003327T5 (de) Kantenverbindungspackung integrierter Schaltkreise für Leistungs-Systeme
DE60315954T2 (de) Laminierte kontakte in sockel
DE60315469T2 (de) Wärmeableiteinsatz, Schaltung mit einem solchen Einsatz und Verfahren zur Herstellung
DE4130569A1 (de) Ic-paketiereinrichtung
DE19963883A1 (de) Leistungshalbleiter-Gehäuse
DE102017209119B4 (de) Halbleitermodul und Leistungswandler

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130201