DE112017008323T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Hiroaki ICHINOHE
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (100), umfassend: einen Kühlkörper (3), der eine Montageoberfläche (3b), eine Wärmeabstrahloberfläche (3a), eine seitliche Oberfläche (3c) und einen Eingriffsteil (3d, 3e, 3f, 3g) aufweist, einen Halbleiterchip (4), der auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers montiert ist, einen Leiterrahmen (9), der mit dem Eingriffsteil des Kühlkörpers in Eingriff gebracht ist, und ein Formharz (7), das den Kühlkörper, den Halbleiterchip und den Leiterrahmen versiegelt, wobei der Eingriffsteil des Kühlkörpers an einer Stelle angeordnet ist, die die Montageoberfläche des Kühlkörpers vermeidet. Der Eingriffsteil des Kühlkörpers ist ein in der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers ausgebildeter Passstift (3g). Ferner ist der Eingriffsteil des Kühlkörpers ein in der seitlichen Oberfläche des Kühlkörpers ausgebildeter Passstift (3f).

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und bezieht sich insbesondere auf die Struktur einer Halbleitervorrichtung, die mit einem Leiterrahmen und einem Kühlkörper versehen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Basisstation für Mobiltelefone repräsentiert einen Markt für Vorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation. Gegenwärtig herrschen Si-Vorrichtungen, GaAs-Vorrichtungen und dergleichen im Markt für Vorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation vor. Auf einem Gebiet, auf das eine höhere Ausgangsleistung ausgerichtet ist, werden aufgrund der Zunahme einer Kommunikationskapazität von der Halbleitervorrichtung größere Bandbreiten, reduzierte Größen und dergleichen gefordert (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Dementsprechend ist auf dem Gebiet, auf das eine höhere Ausgangsleistung ausgerichtet ist, die Forderung nach den geringeren Kosten der Halbleitervorrichtung streng, während sich GaN-Vorrichtungen gerade durchsetzen.
  • Auch in der GaN-Vorrichtung ist die Untersuchung einer kostengünstigen Formgehäusestruktur im Gange, in der Leiterrahmen mit einem Formharz versiegelt sind. In der Formgehäusestruktur werden Leiterrahmen mit einem Kühlkörper aus Kupfer oder einem Kupferlegierungssystem oder sonstigen verwendet, um die Leistungsfähigkeit einer Wärmeableitung eines Halbleiterchips sicherzustellen. Beispielsweise wurde eine Halbleitervorrichtung entwickelt, in der ein auf der oberen Oberfläche eines Kühlkörpers vorgesehener Passstift und ein Leiterrahmen mittels Verpressen aneinander befestigt werden. Gemäß der obigen Halbleitervorrichtung wird die Reduzierung der Größe eines Gehäuses gestört, da es auf der oberen Oberfläche des Kühlkörpers einen Bereich gibt, in welchem keine Komponentenmontage vorgenommen werden kann.
  • Bekannt ist eine Struktur, die an den beiden Enden eines Abstrahlsubstrats (eines Kühlkörpers) trapezförmige konvexe Teile mit einer langen oberen Einfassung und einer kurzen unteren Einfassung aufweist (siehe zum Beispiel Patentdokument 2). Als Vertiefungen ausgeformte konkave Teile, die mit den oben beschriebenen trapezförmigen konvexen Teilen übereinstimmen bzw. zusammenpassen können, sind auf einem unteren Teil eines Leitungen tragenden Bauteils vorgesehen. Die konkaven Teile und die konvexen Teile werden aneinander angebracht. Gemäß der obigen Struktur wird ein Bereich, in welchem keine Komponentenmontage vorgenommen werden kann, auf der oberen Oberfläche eines Kühlkörpers erzeugt, da an den beiden Enden des Kühlkörpers ein Bereich vorliegt, der zur Anbringung genutzt wird. Eine Halbleitervorrichtung mit dieser Art von Struktur ist nicht geeignet, um eine Reduzierung der Größe eines Gehäuses zu erreichen.
  • Ferner ist eine Struktur bekannt, in der eine Leitung von einer oberen Richtung aus in eine Befestigungsöffnung eingesetzt wird, die so vorgesehen ist, dass sie von der unteren Oberfläche aus durch die obere Oberfläche eines Belastungsbauteils hindurchgeht (siehe zum Beispiel Patentdokument 3). In der obigen Struktur ist die Befestigungsöffnung auf dem Belastungsbauteil vorgesehen. Da eine Leitung in die Öffnung eingesetzt wird, wird ein Bereich, in welchem keine Komponentenmontage vorgenommen werden kann, auf der oberen Oberfläche des Belastungsbauteils erzeugt. Dementsprechend ist auch diese Art von Halbleitervorrichtung nicht geeignet, um die Verkleinerung der Größe eines Gehäuses zu erreichen.
  • ZITATLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentdokument 1: JP S52 - 150970 A
    • Patentdokument 2: JP S48 - 066776 A
    • Patentdokument 3: JP 2004 - 103790 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Wie oben erläutert wurde, wird in Bezug auf die Halbleitervorrichtung, in der ein Leiterrahmen mittels Verpressen mit einem auf der oberen Oberfläche eines Kühlkörpers vorgesehenen Passstift befestigt wird, die Reduzierung der Größe eines Gehäuses gestört, da der Bereich, in welchem keine Komponentenmontage vorgenommen werden kann, auf der oberen Oberfläche des Kühlkörpers erzeugt wird. Die vorliegende Anmeldung zielt darauf ab, eine Leiterrahmenstruktur und eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, worin eine Komponentenmontage über den gesamten Bereich der oberen Oberfläche des Kühlkörpers vorgenommen werden kann.
  • LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM
  • Eine Halbleitervorrichtung, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbart ist, umfasst: einen Kühlkörper, der eine Montageoberfläche, eine Wärmeabstrahloberfläche, eine seitliche Oberfläche und einen Eingriffsteil aufweist, einen Halbleiterchip, der auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers montiert ist, einen Leiterrahmen, der mit dem Eingriffsteil des Kühlkörpers in Eingriff gebracht ist, und ein Formharz, das den Kühlkörper, den Halbleiterchip und den Leiterrahmen versiegelt, wobei der Eingriffsteil des Kühlkörpers an einer Stelle angeordnet ist, die die Montageoberfläche des Kühlkörpers vermeidet.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Die Halbleitervorrichtung, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbart ist, umfasst: einen Kühlkörper, der eine Montageoberfläche, eine Wärmeabstrahloberfläche, eine seitliche Oberfläche und einen Eingriffsteil aufweist, einen Halbleiterchip, der auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers montiert ist, einen Leiterrahmen, der mit dem Eingriffsteil des Kühlkörpers in Eingriff gebracht ist, und ein Formharz, das den Kühlkörper, den Halbleiterchip und den Leiterrahmen versiegelt, wobei der Eingriffsteil des Kühlkörpers an einer Stelle angeordnet ist, die die Montageoberfläche des Kühlkörpers vermeidet. Daher ist es möglich, eine Leiterrahmenstruktur und eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, worin eine Komponentenmontage über den gesamten Bereich der oberen Oberfläche des Kühlkörpers vorgenommen werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Zeichnung, die die Struktur eines äußeren Erscheinungsbilds einer Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erläutert.
    • 2 ist eine Zeichnung, die die Struktur von Elektrodenanschlüssen einer Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erläutert.
    • 3 ist eine Zeichnung, die die Struktur der Leiterrahmen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 erläutert.
    • 4 ist eine Zeichnung, die die Struktur des Kühlkörpers der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 erläutert.
    • 5 ist eine Zeichnung, die die Struktur der Leiterrahmen der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 erläutert.
    • 6 ist eine Zeichnung, die die Struktur der Leiterrahmen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 erläutert.
    • 7 ist eine Zeichnung, die die Struktur der Leiterrahmen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 erläutert.
    • 8 ist eine Zeichnung, die die Struktur der Leiterrahmen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 erläutert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Im Übrigen werden die gleichen Bezugszeichen jenen, die mit Bestandteilen in den jeweiligen Zeichnungen identisch oder diesen ähnlich sind, gegeben, und die Größe und/oder der Maßstab der entsprechenden jeweiligen Bestandteile sind/ist jeweils unabhängig. Wenn beispielsweise die identischen Bestandteile, die nicht geändert werden, dargestellt sind, können/kann die Größe und/oder der Maßstab der identischen Bestandteile unter Schnittansichten, in denen ein Teil der Konfiguration geändert ist, verschieden sein. Darüber hinaus werden, obwohl die Konfigurationen der Halbleitervorrichtung ferner tatsächlich mit einer Vielzahl von Bauteilen versehen sind, der einfachen Erläuterung halber nur für eine Erläuterung notwendige Teile beschrieben, und andere Teile werden weggelassen.
  • Ausführungsform 1
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird die Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erläutert. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein äußeres Erscheinungsbild der Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen repräsentiert. Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung besteht aus einem Drainelektrodenanschluss 1, einem Gateelektrodenanschluss 2, einem Kühlkörper 3, einem Formharz 7, Leiterrahmen 9 und dergleichen. Auf dem Kühlkörper 3 sind ein Halbleiterchip und eine Platine montiert. Der Halbleiterchip ist mit einer Drainelektrode, einer Gateelektrode und einer Sourceelektrode versehen. Der Halbleiterchip, die Platine, der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 sind mit dem Formharz 7 versiegelt.
  • Der Kühlkörper 3 hat eine Wärmeabstrahloberfläche (eine rückseitige Oberfläche), eine Montageoberfläche (eine obere Oberfläche) und eine seitliche Oberfläche. Der Halbleiterchip und die Platine sind auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers 3 montiert. Wärme, die von dem Halbleiterchip und der Platine abgegeben wird, wird von der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers 3 nach außen abgestrahlt. In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung dient der Kühlkörper 3 auch als Sourceelektrodenanschluss. Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung ist dafür geeignet, elektrische Leistung von 1 W oder mehr bei einer Frequenz von 1 GHz oder mehr abzugeben. Der Kühlkörper 3 hat eine Wärmeleitfähigkeit von 200 mW/K oder mehr.
  • Leiterrahmen 9a und 9b, an denen ein Leitungszuschnitt durchgeführt wird, sind an der rückseitigen Oberfläche (der Wärmeabstrahloberfläche) des Kühlkörpers 3 befestigt. Die Halbleitervorrichtung (ein Gehäuse) wird, indem ein Leitungszuschnitt an den Leiterrahmen 9a und 9b durchgeführt wird, in ein einzelnes Stück geteilt. In der Zeichnung wird auf eine Richtung, die vom Drainelektrodenanschluss 1 zum Gateelektrodenanschluss 2 weist, als Richtung X verwiesen. Ferner wird auf eine Richtung, die von der Wärmeabstrahloberfläche (der rückseitigen Oberfläche oder der Basisfläche) des Kühlkörpers 3 zur Montageoberfläche (der oberen Oberfläche) des Kühlkörpers 3 weist, als Richtung Z verwiesen. Weiter wird auf eine Richtung, die vom Leiterrahmen 9a zum Leiterrahmen 9b weist, als Richtung Y verwiesen.
  • 2 ist eine Schnittzeichnung, die die Struktur einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der Kühlkörper 3 weist eine Wärmeabstrahloberfläche 3a, eine Montageoberfläche 3b und eine seitliche Oberfläche 3c auf. Auf dem Kühlkörper 3 sind ein Halbleiterchip 4 und eine Platine 5 mit den Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag montiert. Der Halbleiterchip 4, wie etwa eine Si-Vorrichtung, eine GaAs-Vorrichtung und eine GaN-Vorrichtung, ist auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 angeordnet. Der Drainelektrodenanschluss 1 ist durch Bondingdrähte 6 mit der Drainelektrode des Halbleiterchips 4 verbunden.
  • Der Gateelektrodenanschluss 2 ist durch Bondingdrähte 6 mit der Gateelektrode des Halbleiterchips 4 verbunden. Der Kühlkörper 3 ist mit der Sourceelektrode des Halbleiterchips 4 verbunden. Der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 werden mit dem Formharz 7 versiegelt, nachdem eine Drahtverbindung mittels der Bondingdrähte 6 z.B. aus Au, Ag und AI ausgeführt ist. Die rückseitige Oberfläche (die Wärmeabstrahloberfläche) des Kühlkörpers 3 ist geöffnet und aus dem Formharz freigelegt.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur des Kühlkörpers 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 sind an der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 mit Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag befestigt. Der Leiterrahmen 9 weist eine Leitung mit zwei oder mehr Anschlüssen auf. Die Leiterrahmen 9a und 9b sind an der rückseitigen Oberfläche (der Wärmeabstrahloberfläche) des Kühlkörpers 3 befestigt. Der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 sind mittels Bondingdrähte 6 mit dem Drainelektrodenanschluss 1 und dem Gateelektrodenanschluss 2 verdrahtet.
  • Um die Halbleitervorrichtung 100 vor Fremdstoffen, äußeren Kräften und dergleichen zu schützen, sind der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 mit dem Formharz 7 versiegelt. In der Zeichnung ist ein Leitungszuschnitt an den Leiterrahmen 9a und 9b vorgenommen. Die Durchführung eines Leitungszuschnitts an dem Leiterrahmen 9 teilt Halbleitervorrichtungen (Gehäuse) in einzelne Stücke. Die Richtung (Richtung X), welche den Drainelektrodenanschluss 1 und den Gateelektrodenanschluss 2 verbindet, kreuzt sich unter einem rechten Winkel mit der Richtung (Richtung Y), die den Leiterrahmen 9a und den Leiterrahmen 9b verbindet.
  • 4 ist ein schematischer Querschnitt, der die Struktur der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 sind mit den Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag an der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 befestigt. Der Leiterrahmen 9 weist eine Leitung mit zwei oder mehr Anschlüssen auf. Der Kühlkörper 3 weist Passstifte 3g an der Seite der rückseitigen Oberfläche (der Wärmeabstrahloberfläche) auf. Der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 werden aneinander befestigt, indem die Passstifte 3g, die auf der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers 3 ausgebildet sind, mit den Leiterrahmen 9a und 9b verpresst werden. Das Formharz 7 versiegelt den Halbleiterchip 4, die Platine 5 und sonstiges, um die Halbleitervorrichtung 100 vor Fremdstoffen, äußeren Kräften und dergleichen zu schützen. Eine Durchführung eines Leitungszuschnitts an den Leiterrahmen 9a und 9b teilt Halbleitervorrichtungen (Gehäuse) in einzelne Stücke.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur des Kühlkörpers 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Zeichnung repräsentiert eine rückseitige Form des Kühlkörpers 3. In Bezug auf den Kühlkörper 3 sind ein Passstift 3g1 und ein Passstift 3g2, die als Eingriffsteile dienen, auf der rückseitigen Oberfläche (der Wärmeabstrahloberfläche) ausgebildet. Ein Eingriffsloch 9x, das mit dem Passstift 3g in Eingriff gelangen kann, ist an dem Leiterrahmen 9a und dem Leiterrahmen 9b geöffnet. Der Passstift 3g1, mit dem das Eingriffsloch 9x des Leiterrahmens 9a versehen wird, steht damit in Eingriff. Der Passstift 3g2, mit dem das Eingriffsloch 9x des Leiterrahmens 9b versehen wird, steht damit in Eingriff. Der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 werden aneinander befestigt, indem der Passstift 3g des Kühlkörpers 3 mit dem Leiterrahmen 9 verpresst wird. Der Halbleiterchip 4 und die Platine 5 werden auf der vorderen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 montiert.
  • Gemäß der Struktur, in der ein Passstift und eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 vorliegen, wird ein Bereich, der für eine Komponentenmontage nicht genutzt werden kann, erzeugt, da eine Befestigung zwischen dem Kühlkörper 3 und dem Leiterrahmen 9 vorgenommen wird. Entsprechend der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegen weder ein Passstift noch eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) eines Kühlkörpers vor. Da die gesamte obere Oberfläche des Kühlkörpers für eine Komponentenmontage zur Verfügung steht, kann eine Größenreduzierung eines Gehäuses (eine Halbleitervorrichtung) erreicht werden. Das heißt, da die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gesamte obere Oberfläche (die Montageoberfläche) eines Kühlkörpers für eine Komponentenmontage nutzen kann, wird es möglich, verglichen mit früheren Vorrichtungen die Größe eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) zu reduzieren.
  • Unter den Halbleitervorrichtungen, die elektrische Leistung von 1 W oder mehr bei einer Frequenz von 1 GHz oder mehr abgeben, weist eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Kühlkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von 200 mW/K oder mehr auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiterrahmen und ein Kühlkörper aneinander befestigt werden, indem der Leiterrahmen, wobei eine Leitung zwei oder mehr Anschlüsse aufweist, in eine in der seitlichen Oberfläche des Kühlkörpers vorgesehene Vertiefung eingesetzt wird. Die Halbleitervorrichtung wird mit Formharz versiegelt, nachdem eine Drahtverbindung durch Bondingdrähte aus Au, Ag, AI und dergleichen ausgeführt ist, wo eine Si-Vorrichtung, eine GaAs-Vorrichtung und eine GaN-Vorrichtung mit dem Die-Bondingmaterial wie etwa Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag auf der oberen Oberfläche des Kühlkörpers montiert werden.
  • Mit anderen Worten umfasst die Halbleitervorrichtung 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung: einen Kühlkörper, der eine Montageoberfläche, eine Wärmeabstrahloberfläche, eine seitliche Oberfläche und einen Eingriffsteil aufweist, einen Halbleiterchip, der auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers montiert ist, einen Leiterrahmen, der mit dem Eingriffsteil des Kühlkörpers in Eingriff gebracht ist, und ein Formharz, das den Kühlkörper, den Halbleiterchip und den Leiterrahmen versiegelt, wobei der Eingriffsteil des Kühlkörpers an einer Stelle, die die Montageoberfläche des Kühlkörpers vermeidet, angeordnet ist.
  • Ausführungsform 2
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung besteht aus einem Drainelektrodenanschluss 1, einem Gateelektrodenanschluss 2, einem Kühlkörper 3, einem Formharz 7, Leiterrahmen 9 und dergleichen. Auf dem Kühlkörper 3 sind ein Halbleiterchip und eine Platine montiert. Der Halbleiterchip ist mit einer Drainelektrode, einer Gateelektrode und einer Sourceelektrode versehen. Der Halbleiterchip, die Platine, die Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 sind mit dem Formharz 7 versiegelt. Der Kühlkörper 3 dient auch als Sourceelektrodenanschluss.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ist zum Abgeben elektrischer Leistung von 1 W oder mehr bei einer Frequenz von 1 GHz oder mehr geeignet. Der Kühlkörper 3 hat eine Wärmeleitfähigkeit von 200 mW/K oder mehr. Der Kühlkörper 3 weist eine Wärmeabstrahloberfläche (eine rückseitige Oberfläche), eine Montageoberfläche (eine obere Oberfläche) und eine seitliche Oberfläche auf. Die Leiterrahmen 9 sind an der rückseitigen Oberfläche des Kühlkörpers 3 befestigt. Der Halbleiterchip und die Platine sind auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers 3 montiert. Wärme, die von dem Halbleiterchip und der Platine abgegeben wird, wird von der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers 3 nach außen abgestrahlt.
  • 6 ist eine schematische Querschnittszeichnung, die die Struktur der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 sind ein Halbleiterchip 4 und eine Platine 5 und sonstiges mit Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag befestigt. Der Leiterrahmen 9 hat eine Leitung mit zwei oder mehr Anschlüssen. Der Kühlkörper 3 weist auf der seitlichen Oberfläche Passstifte 3f auf, die als Eingriffsteile dienen. Ein Eingriffsloch 9x, das mit einem Passstift 3f in Eingriff gelangen kann, ist an dem Leiterrahmen 9a und dem Leiterrahmen 9b geöffnet. Der linksseitige Passstift 3f, mit dem das Eingriffsloch 9x des Leiterrahmens 9a versehen wird, wird damit in Eingriff gebracht. Der rechtsseitige Passstift 3f, mit dem das Eingriffsloch 9x des Leiterrahmens 9b versehen wird, wird damit in Eingriff gebracht.
  • Der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 werden aneinander befestigt, indem die Passstifte 3f des Kühlkörpers 3 mit den Leiterrahmen 9a und 9b verpresst werden. Das Formharz 7 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung versiegelt den Halbleiterchip 4 und die Platine 5, um die Halbleitervorrichtung 100 vor Fremdstoffen, äußeren Kräften und dergleichen zu schützen. Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Halbleitervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Leiterrahmen und ein Kühlkörper aneinander befestigt werden, indem der Leiterrahmen mit einem in der seitlichen Oberfläche des Kühlkörpers vorgesehenen Passstift verpresst wird.
  • Gemäß der Struktur, in der ein Passstift und eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 vorliegen, wird ein Bereich erzeugt, der für eine Komponentenmontage nicht genutzt werden kann, da eine Befestigung zwischen dem Kühlkörper 3 und dem Leiterrahmen 9 vorgenommen wird. Entsprechend der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegen weder ein Passstift noch eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) eines Kühlkörpers vor. Da die gesamte obere Oberfläche des Kühlkörpers für eine Komponentenmontage zur Verfügung steht, kann die Größenreduzierung eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) erreicht werden. Das heißt, da die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gesamte obere Oberfläche (die Montageoberfläche) eines Kühlkörpers für eine Komponentenmontage nutzen kann, wird es möglich, verglichen mit früheren Vorrichtungen die Größe eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) zu reduzieren.
  • Ausführungsform 3
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung besteht aus einem Drainelektrodenanschluss 1, einem Gateelektrodenanschluss 2, einem Kühlkörper 3, einem Formharz 7, Leiterrahmen 9 und dergleichen. Auf dem Kühlkörper 3 sind ein Halbleiterchip und eine Platine montiert. Der Halbleiterchip ist mit einer Drainelektrode, einer Gateelektrode und einer Sourceelektrode versehen. Der Halbleiterchip, die Platine, die Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 sind mit dem Formharz 7 versiegelt. Der Kühlkörper 3 dient auch als Sourceelektrodenanschluss.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ist zum Abgeben elektrischer Leistung von 1 W oder mehr bei einer Frequenz von 1 GHz oder mehr geeignet. Der Kühlkörper 3 hat eine Wärmeleitfähigkeit von 200 mW/K oder mehr. Der Kühlkörper 3 weist eine Wärmeabstrahloberfläche (eine rückseitige Oberfläche), eine Montageoberfläche (eine obere Oberfläche) und eine seitliche Oberfläche auf. Die Leiterrahmen 9 sind an der rückseitigen Oberfläche des Kühlkörpers 3 befestigt. Der Halbleiterchip und die Platine sind auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers 3 montiert. Wärme, die von dem Halbleiterchip und der Platine abgegeben wird, wird von der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers 3 nach außen abgestrahlt.
  • 7 ist eine schematische Querschnittszeichnung, die die Struktur der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 sind ein Halbleiterchip 4 und eine Platine 5 und sonstiges mit Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag befestigt. Der Leiterrahmen 9 weist eine Leitung mit zwei oder mehr Anschlüssen auf. Der Kühlkörper 3 weist auf der rückseitigen Oberfläche Vertiefungen 3e auf, die als Eingriffsteile dienen. Die Vertiefungen 3e sind in einer longitudinalen Richtung ausgebildet, die von der rückseitigen Oberfläche in Richtung der oberen Oberfläche des Kühlkörpers 3 weist, und gehen nicht durch die obere Oberfläche des Kühlkörpers hindurch.
  • Die linksseitige Vertiefung 3e des Kühlkörpers, mit der der Leiterrahmen 9a angebracht wird, wird damit in Eingriff gebracht. Die rechtsseitige Vertiefung 3e des Kühlkörpers, mit der der Leiterrahmen 9b angebracht wird, wird damit in Eingriff gebracht. Der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 werden aneinander befestigt, indem der Leiterrahmen 9a und der Leiterrahmen 9b in die Vertiefungen 3e des Kühlkörpers 3 eingesetzt werden.
  • Das Formharz 7 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung versiegelt den Halbleiterchip 4 und die Platine 5, um die Halbleitervorrichtung 100 vor Fremdstoffen, äußeren Kräften und dergleichen zu schützen. Daher ist die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Halbleitervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Leiterrahmen und ein Kühlkörper aneinander befestigt werden, indem der Leiterrahmen in die auf der rückseitigen Oberfläche des Kühlkörpers vorgesehene Vertiefung eingesetzt wird. Es ist besonders zu erwähnen, dass die Vertiefung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine V-förmige Konfiguration oder eine U-förmige Konfiguration aufweisen kann.
  • Gemäß der Struktur, in der ein Passstift und eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 vorliegen, wird ein Bereich erzeugt, der für eine Komponentenmontage nicht genutzt werden kann, da eine Befestigung zwischen dem Kühlkörper 3 und dem Leiterrahmen 9 vorgenommen wird. Entsprechend der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegen weder ein Passstift noch eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) eines Kühlkörpers vor. Da die gesamte obere Oberfläche des Kühlkörpers für eine Komponentenmontage zur Verfügung steht, kann die Größenreduzierung eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) erreicht werden. Das heißt, da die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gesamte obere Oberfläche (die Montageoberfläche) eines Kühlkörpers für eine Komponentenmontage nutzen kann, wird es möglich, verglichen mit früheren Vorrichtungen die Größe eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) zu reduzieren.
  • Ausführungsform 4
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Drainelektrodenanschluss 1, einem Gateelektrodenanschluss 2, einem Kühlkörper 3, einem Formharz 7, Leiterrahmen 9 und dergleichen. Auf dem Kühlkörper 3 sind ein Halbleiterchip und eine Platine montiert. Der Halbleiterchip ist mit einer Drainelektrode, einer Gateelektrode und einer Sourceelektrode verbunden. Der Halbleiterchip, die Platine, die Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 sind mit dem Formharz 7 versiegelt. Der Kühlkörper 3 dient auch als Sourceelektrodenanschluss.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ist zum Abgeben elektrischer Leistung von 1 W oder mehr bei einer Frequenz von 1 GHz oder mehr geeignet. Der Kühlkörper 3 hat eine Wärmeleitfähigkeit von 200 mW/K oder mehr. Der Kühlkörper 3 weist eine Wärmeabstrahloberfläche (eine rückseitige Oberfläche), eine Montageoberfläche (eine obere Oberfläche) und eine seitliche Oberfläche auf. Die Leiterrahmen 9 sind an der rückseitigen Oberfläche des Kühlkörpers 3 befestigt. Der Halbleiterchip und die Platine sind auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers 3 montiert. Wärme, die von dem Halbleiterchip und der Platine abgegeben wird, wird von der Wärmeabstrahloberfläche des Kühlkörpers 3 nach außen abgestrahlt.
  • 8 ist eine schematische Querschnittszeichnung, die die Struktur der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt. Auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 sind ein Halbleiterchip 4 und eine Platine 5 und sonstiges mit Die-Bondingmaterialien 8 z.B. aus Ag-Pastenharz, Lötmetall und gesintertem Ag befestigt. Der Leiterrahmen 9 weist eine Leitung mit zwei oder mehr Anschlüssen auf. Auf der seitlichen Oberfläche weist der Kühlkörper 3 Vertiefungen 3d auf, die als Eingriffsteile dienen. Die Vertiefung 3d ist auf der seitlichen Oberfläche des Kühlkörpers 3 die gesamte Länge der seitlichen Oberfläche abdeckend ausgebildet.
  • Die linksseitige Vertiefung 3d des Kühlkörpers 3, mit der der Leiterrahmen 9a angebracht wird, wird damit in Eingriff gebracht. Die rechtsseitige Vertiefung 3d des Kühlkörpers 3, mit der der Leiterrahmen 9b angebracht wird, wird damit in Eingriff gebracht. Der Leiterrahmen 9 und der Kühlkörper 3 werden aneinander befestigt, indem der Leiterrahmen 9a und der Leiterrahmen 9b in die Vertiefungen 3d des Kühlkörpers 3 eingesetzt werden.
  • Das Formharz 7 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung versiegelt den Halbleiterchip 4 und die Platine 5, um die Halbleitervorrichtung 100 vor Fremdstoffen, äußeren Kräften und dergleichen zu schützen. Daher ist die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eine Halbleitervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Leiterrahmen und ein Kühlkörper aneinander befestigt werden, indem der Leiterrahmen in die auf der seitlichen Oberfläche des Kühlkörpers vorgesehene Vertiefung eingesetzt wird. Die Vertiefung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann eine V-förmige Konfiguration oder eine U-förmige Konfiguration aufweisen.
  • Gemäß der Struktur, in der ein Passstift und eine Verpressung auf der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) des Kühlkörpers 3 vorliegen, wird ein Bereich, der für eine Komponentenmontage nicht genutzt werden kann, erzeugt, da eine Befestigung zwischen dem Kühlkörper 3 und dem Leiterrahmen 9 vorgenommen wird. Entsprechend der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung liegen weder ein Passstift noch eine Verpressung in der oberen Oberfläche (der Montageoberfläche) eines Kühlkörpers vor. Da die gesamte obere Oberfläche des Kühlkörpers für eine Komponentenmontage zur Verfügung steht, kann die Größenreduzierung eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) erreicht werden. Das heißt, da die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gesamte obere Oberfläche (die Montageoberfläche) eines Kühlkörpers für eine Komponentenmontage nutzen kann, wird es möglich, verglichen mit früheren Vorrichtungen die Größe eines Gehäuses (einer Halbleitervorrichtung) zu reduzieren.
  • Man beachte, dass im Hinblick auf die Technologie, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbart ist, jede der Ausführungsformen frei kombiniert, geeignet modifiziert und/oder eliminiert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drainelektrodenanschluss,
    2
    Gateelektrodenanschluss,
    3
    Kühlkörper,
    3d
    Vertiefung
    , 3e
    Vertiefung,
    3f
    Passstift,
    3g
    Passstift,
    4
    Halbleiterchip,
    5
    Platine,
    6
    Bondingdraht,
    7
    Formharz,
    8
    Die-Bondingmaterial,
    9
    Leiterrahmen,
    9a
    Leiterrahmen,
    9b
    Leiterrahmen,
    100
    Hal bleitervorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 52150970 A [0005]
    • JP 48066776 A [0005]
    • JP 2004103790 A [0005]

Claims (6)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: einen Kühlkörper, der eine Montageoberfläche, eine Wärmeabstrahloberfläche, eine seitliche Oberfläche und einen Eingriffsteil aufweist, einen Halbleiterchip, der auf der Montageoberfläche des Kühlkörpers montiert ist, einen Leiterrahmen, der mit dem Eingriffsteil des Kühlkörpers in Eingriff gebracht ist, und ein Formharz, das den Kühlkörper, den Halbleiterchip und den Leiterrahmen versiegelt, wobei der Eingriffsteil des Kühlkörpers an einer Stelle angeordnet ist, die die Montageoberfläche des Kühlkörpers vermeidet.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eingriffsteil, den der Kühlkörper aufweist, ein Passstift ist, der in der Wärmeabstrahloberfläche, die der Kühlkörper aufweist, ausgebildet ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eingriffsteil, den der Kühlkörper aufweist, ein Passstift ist, der in der seitlichen Oberfläche, die der Kühlkörper aufweist, ausgebildet ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eingriffsteil, den der Kühlkörper aufweist, eine Vertiefung ist, die in der Wärmeabstrahloberfläche, die der Kühlkörper aufweist, ausgebildet ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eingriffsteil, den der Kühlkörper aufweist, eine Vertiefung ist, die in der seitlichen Oberfläche, die der Kühlkörper aufweist, ausgebildet ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wärmeabstrahloberfläche, die der Kühlkörper aufweist, aus dem Formharz freigelegt ist.
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