DE19740946A1 - Halbleiterbauelementeanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterbauelementeanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In jüngster Zeit wurden verschiedene neue Gehäuseformen für Halbleiterbauelemente entwickelt. Dabei ist ebenfalls die sog. VSMP-(Vertical Surface Mount Package)Gehäuseform entwickelt worden. Diese ist insbesondere für neue Speicher­ bausteine vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß das Vorsehen eines Kühlkörpers bei derartigen Halbleiterbauelementen in Abhängigkeit von der Anwendung notwendig ist. Aus diesem Grunde ist für die VSMP-Bauform optional ein Kühlkörper vorgesehen, der an den Enden jeweils einen Stift aufweist, der zum Positionieren in der Leiterplatte dient. Eine derartige bekannte Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei der Montage werden die Stifte 3 des Kühlkörpers 2 in Bohrungen der Platine gesteckt, wodurch sie zum einen die Position der Halbleiterbauelementeanordnung aus Kühlkörper 2 und Halbleiterbauelement 1 auf der Platine und zum anderen die Standfestigkeit für das weitere Handling der Platine gewährleisten.

Da die Position der Halbleiterbauelementeanordnung auf der Platine und somit die Position der Anschlußbeine des Halblei­ terbauelements 1 auf Lötflecken der Platine durch die Stifte 3 des Kühlkörpers gewährleistet wird, ist eine genaue Posi­ tionierung des Kühlkörpers 2 innerhalb der Halbleiterbauele­ menteanordnung erforderlich. Da der Abstand zwischen den An­ schlußbeinchen bzw. Leads bei dem sog. VSMP-Gehäuse 0,4 mm beträgt, und diese abwechselnd zu einer Gehäuseseite wegge­ führt sind, ergibt sich auf jeder Seite ein Abstand von 0,8 mm. Es ist ersichtlich, daß es bei ungenügender Positionier­ genauigkeit des Kühlkörpers innerhalb der Halbleiterbauele­ menteanordnung leicht bei der Bestückung der Platine mit der Bauelementeanordnung zu Kurzschlüssen bzw. Kontaktfehler (Lead hat keinen Kontakt zum Lötfleck auf der Platine) zwischen den Leads und somit zu Ausfällen kommen kann.

Um diesen Nachteil zu umgehen, ist es denkbar, daß das Kühlelement bereits beim Umhüllprozeß an das Gehäuse mit angespritzt wird, was jedoch den Herstellungsvorgang verteuert, wobei nicht bei jedem Halbleiterbauelement mit VSMP-Bauform ein Kühlkörper zwingend notwendig ist. Um das zu umgehen, wäre es notwendig unterschiedliche Herstellungs­ schritte bzw. Anordnungen für den selben VSMP-Bauformtyp vorzusehen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Halblei­ terbauelementeanordnung vorzusehen, bei der mit einfachen Mitteln positioniergenau wahlweise ein Kühlelement vorgesehen werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in vorteil­ hafter Weise mit den Maßnahmen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Durch das Vorsehen eines Ausrichtelementes wird das Kühlele­ ment zum Gehäuse des Halbleiterbauelementes genau positio­ niert, so daß es bei der Anordnung auf der Platine nicht zu Kurzschlüssen führen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben. Ein zweiter Teil des Ausrichtelementes kann mittels eines Moldwerkzeuges bei der Herstellung, d. h. beim Preßmassenumschluß bereits erzeugt werden. Dabei entspricht die Ausformung des Moldwerkzeuges der Ausformung des später verwendeten Kühlelementes. Auf diese Weise kann ein erster Teil des Ausrichtelementes am Kühlelement positioniergenau in den zweiten Teil des Ausrichtele­ mentes im Gehäuse eingreifen, wodurch mit einfachen Mitteln die genaue Positionierung erreicht ist. Durch das Vorsehen von zumindest einem zweiten Ausrichtelementes ist die genaue Positionierung weiter vereinfacht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Kühlelement und ein Halbleiterbauelement der erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementeanordnung,

Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung eines Ausricht­ elementes und

Fig. 3 ein bekanntes VSMP-Gehäuse mit Kühlelement.

In Fig. 1 ist ein grundsätzlich übliches Halbleiterbauelement 1 in VSMP-Bauform dargestellt. Daneben ist ein Kühlelement 2 mit Positionierstiften 3 dargestellt. Dieses Kühlelement ist vorgesehen, um flächig mit dem Halbleiterbauelement 1 verbun­ den zu werden. Bei der gemeinsamen Anordnung auf einer Lei­ terplatte (nicht dargestellt) werden zur Positionierung die Positionierstifte 3 in entsprechende Öffnungen in der Leiter­ platte eingeführt. Weiterhin sind Ausrichtelemente 4a, 4b vorgesehen, wobei ein erster Teil 4b am Kühlelement ausgebil­ det ist und ein zweiter Teil 4a im Gehäuse des Halbleiterbau­ elementes 1 ausgebildet ist. Der erste und der zweite Teil sind dabei so ausgebildet, daß sie beim Zusammenfügen zu ei­ ner Einheit ineinandergreifen und somit die Lagepositionie­ rung fest vorgegeben ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn wenigstens zwei Ausrichtelemente, wie dargestellt vorgesehen sind, wobei diese nicht direkt nebeneinander auf einer Höhe vorgesehen sein müssen. Es ist ebenfalls ein dia­ gonaler Versatz denkbar.

In Fig. 2 ist die Ausbildung der Ausrichtelemente im Schnitt kegelstumpfförmig dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der zweite Teil 4a im Gehäuse 1 als eine Art Ausnehmung ausgebil­ det ist, in die der erste Teil 4b des Kühlelementes in Form eines Vorsprungs derart bündig eingreift, daß die Flanken des Vorsprunges genau an den Flanken der Ausnehmung anliegen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist es dabei vorteilhaft, wenn die Tiefe der Ausnehmung größer als die Höhe des Vorsprungs ist, damit das Kühlelement 2 mit Sicherheit auf der Oberfläche des Gehäuses 1 zum Aufliegen kommt.

Eine derartige Ausgestaltung läßt sich insbesondere bereits beim Preßmassenumschließen leicht herstellen. Dabei wird ein Halbleiterchip zusammen mit den Anschlußelementen bzw. Leads in einem sogenannten Moldwerkzeug innerhalb einer Kavität an­ geordnet. Durch Zuführen von Preßmasse in diese Kavität wird der Halbleiterchip von der Preßmasse umgeben, wobei nach ei­ nem Aushärten das Gehäuse hergestellt ist. Weist nunmehr das Moldwerkzeug im Bereich der Kavität einen Vorsprung auf, der dem Vorsprung des Kühlelementes entspricht, so bildet sich sogleich der gewünschte zweite Teil des Ausrichtelementes 4a aus. Das Kühlelement 3 ist beispielsweise in Form eines dün­ nen Bleches vorzusehen, das mittels Stanztechnik in die ge­ wünschte Form gebracht wird. Dabei kann im selben Arbeitsgang der erste Teil 4b des Ausrichtelementes in der gewünschten Form und an der genauen Stelle angeordnet werden.

Es ist genauso denkbar, daß am Gehäuse durch geeignete Ausge­ staltung des Moldwerkzeugs im Bereich der Kavität ein Vor­ sprung erzeugt wird und eine umgekehrte Ausnehmung folglich im Kühlkörper vorzusehen ist. Welche der beiden vorgestellten Formen zu wählen ist, ist grundsätzlich gleichgültig.

Claims (4)

1. Halbleiterbauelementeanordnung mit einem Halbleiterbauele­ ment (1), daß aus einem Halbleiterchip und einem den Halblei­ terchip umgebenden Gehäuse besteht, wobei das Gehäuse (1) von zwei gegenüberliegenden Hauptflächen und die Hauptflächen verbindenden Seitenflächen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der Hauptflächen ein Kühlelement flächig ange­ ordnet ist, das mittels eines Ausrichtelementes in einer vor­ bestimmten Stellung mit dem Gehäuse verbunden ist.

2. Halbleiterbauelementeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement einen ersten Teil (4b) des Ausrichtele­ mentes aufweist, das mit einem zweiten Teil (4a) des Aus­ richtelementes am Gehäuse in Eingriff steht.

3. Halbleiterbauelementeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Preßmasse gebildet ist, wobei der zweite Teil (4a) des Ausrichtelementes am Gehäuse bereits beim Preß­ masseneinschluß durch eine entsprechende Ausformung eines Moldwerkzeuges ausgebildet ist.

4. Halbleiterbauelementeanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausrichtelemente (4a, 4b) zum Ausrichten des Kühlelementes (2) am Gehäuse (1) jeweils vorgesehen sind.