DE4235517A1

DE4235517A1 - Halbleitervorrichtung in modulbauweise

Info

Publication number: DE4235517A1
Application number: DE4235517A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH05110277A; DE4235517C2; US5315482A; JP2812014B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montagetechnik für Computer und insbesondere eine Halbleitervorrichtung in Modulbauweise, die für eine Montage von Halbleiterbau elementen in hoher Dichte geeignet ist.

In der letzten Zeit hat aufgrund von Forderungen zur Ver wirklichung von Hochgeschwindigkeitscomputern, in denen Halbleiterbauelemente montiert sind, und zur Miniaturi sierung der Computergehäuse die Schaffung einer hohen In tegrationsdichte der Halbleiterbauelemente und großer Ab messungen derselben Jahr für Jahr Fortschritte gemacht. Im Zusammenhang damit besteht die Tendenz, daß die Anzahl der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse pro Halbleiterbaue lement und die erzeugte Wärmemenge ebenfalls zunehmen. Daher ist auch die Verwirklichung einer Packungsweise zur Montage von Halbleiterbauelementen gefordert, mit der ei ne hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, kleine Abmessungen und eine hohe Wärmeabstrahlungsleistung erzielt werden kann. Hierzu wird eine Modulbauweise verwendet, in der mehrere Halbleiterbauelemente auf einem Träger instal liert sind.

In herkömmlicher Modulbauweise ist ein Halbleiterbauele ment-Chip direkt mit einer Leiterplatte verbunden, wobei das Vergießen unter Verwendung eines Harzes ausgeführt wird. Da jedoch die Leiterplatte aus dem Harz gebildet ist, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist die Wärmeabstrahlungsleistung gering, so daß die Montage von Halbleiterbauelementen, die viel Wärme erzeugen, auf Schwierigkeiten stößt.

Aus "Electronic Packaging Technology", Bd. 6, Nr. 3, S. 60, Fig. 3, März 1990, ist ein Verfahren zur Verbesserung der Wärmeabstrahlungsleistung des Gehäuses eines Halblei terbauelement-Chips bekannt. Dieses Verfahren zielt jedoch auf die Verbesserung der Wärmeabstrahlungsleistung einer einzigen Packungseinheit und kann daher das obener wähnte Problem der Halbleitervorrichtung in Modulbauweise nicht lösen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung in Modulbauweise zu schaffen, mit der die obenerwähnten Probleme gelöst werden können und die Forderungen nach einer hohen Verarbeitungsgeschwin digkeit, geringen Abmessungen und einer hohen Wärmeab strahlungsleistung erfüllt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Halbleitervorrichtung in Mo dulbauweise erfindungsgemäß gelöst durch die integrierte Verbindung einer zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte mit einer Wärmediffusionsplatte, auf der Halbleiterbauelemente installiert sind.

Durch die integrierte Verbindung einer zur Oberflächen montage geeigneten Leiterplatte mit einer Wärmediffusi onsplatte, auf der Halbleiterbauelemente montiert sind, können die große Wärmemengen erzeugenden Halbleiterbaue lemente zusammen mit zur Oberflächenmontage geeigneten Gehäusen in einem einzigen Modul montiert werden, so daß der Computer miniaturisiert werden kann. Da außerdem der Abstand zwischen den Halbleiterbauelementen verringert werden kann, können die elektrischen Eigenschaften verbessert werden, indem etwa die Induktivität und dergleichen und ferner die Ausbreitungsverzögerungszeit reduziert werden können.

Gemäß der Erfindung können durch die integrierte Verbin dung der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte mit der Wärmediffusionsplatte, auf der Halbleiterbauele mente installiert sind, die Halbleiterbauelemente mit ho her Wärmeerzeugung von 5 W oder mehr und die zur Oberflä chenmontage geeigneten Gehäuse in einem einzigen Modul installiert werden, so daß der Computer miniaturisiert werden kann. Da der Abstand zwischen den Halbleiterbaue lementen verringert werden kann, kann eine elektronische Vorrichtung geschaffen werden, deren elektrische Eigen schaften verbessert sind, da etwa die Induktivität und dergleichen und die Ausbreitungsverzögerungszeit eines Signals vergleichweise klein sind.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen, angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher er läutert; es zeigt

Fig. 1A eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 1B einen Querschnitt der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A-E Darstellungen der Herstellungsschritte einer erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Hauptplatine, in der die erfindungsge mäße Halbleitervorrichtung zur Anwendung kommt;

Fig. 4A eine schematische Draufsicht einer Druck- Rakel, die bei der Herstellung der erfin dungsgemäßen Halbleitervorrichtung verwendet wird;

Fig. 4B eine vergrößerte, perspektivische, schemati sche Ansicht der Rakel von Fig. 4A;

Fig. 4C eine schematische Schnittansicht der Darstel lung von Fig. 4B;

Fig. 5A eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er findung;

Fig. 5B eine Schnittansicht der zweiten Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht einer Halblei tervorrichtung gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung; und

Fig. 7 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vier ten Ausführungsform der Erfindung.

Erste Ausführungsform

Fig. 1A ist eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1B ist eine Schnittansicht entlang der Linie IB-IB in Fig. 1A. Im Zentrum einer zur Oberflä chenmontage geeigneten Leiterplatte 4 ist ein Durchgangs loch ausgebildet. Im Durchgangsloch ist ein Halbleiter bauelement 1 angeordnet. Das Halbleiterbauelement 1 umfaßt eine Logikschaltung. Ein Halbleiterbauelement ei ner Speicher-Packungsanordnung auf der Oberfläche der Leiterplatte 4 ist durch ein Speicherbauelement gegeben. Das Halbleiterbauelement 1 ist mittels eines Klebstoffma terials 10 an einer Wärmediffusionsplatte 2 angeklebt. Die Wärmediffusionsplatte 2 ist aus Kupfermaterial hergestellt. Da die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ver hältnismäßig groß ist, etwa 400 W/mK, kann sich die vom Halbleiterbauelement 1 erzeugte Wärme ausreichend gut ausbreiten und zu den Kühlrippen 3 strömen, die an die Wärmediffusionsplatte 2 angeklebt sind. Obwohl Kupfer als Material für die Wärmediffusionsplatte 2 verwendet wird, ist es auch möglich, ein Material mit einer ausreichend hohen Wärmeleitfähigkeit wie etwa ein metallisches Material wie Aluminium oder dergleichen, eine Keramik mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie etwa Aluminiumnitrid, Siliziumkarbid usw. oder ein anderes von Kupfer verschie denes Material zu verwenden, so lange es die vom Halblei terbauelement 1 erzeugte Wärme ausreichend gut an die Kühlrippen 3 übertragen kann. Obwohl das Halbleiterbaue lement 1 im obigen Beispiel mittels eines Harzes an der Wärmediffusionsplatte 2 angeklebt wird, kann bei Verwen dung von Siliziumkarbid, Aluminiumnitrid oder derglei chen, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Nähe desjenigen des aus Silizium hergestellten Halbleiterbaue lementes 1 liegen, das Halbleiterbauelement auch durch Löten befestigt werden. Als Material für das Halbleiter bauelement kann auch ein von Silizium verschiedenes Material wie etwa GaAs oder dergleichen in Betracht gezogen werden. Es ist wünschenswert, daß die Wärmediffu sionsplatte, die mit dem Halbleiterbauelement verbunden werden soll, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der in der Nähe desjenigen des Halbleiterbauelementes liegt. Obwohl die Kühlrippen 3 an der Wärmediffusions platte 2 mittels eines Harzes angeklebt sind, ist es im Hinblick auf einen leichten Austausch der Kühlrippen 3 auch möglich, an der Wärmediffusionsplatte 2 Schrauben oder dergleichen anzubringen, so daß die Kühlrippen 3 an der Wärmediffusionsplatte 2 mittels dieser Schrauben auf mechanische Weise angebracht werden können. In diesem Fall kann zwischen die Wärmediffusionsplatte 2 und die Kühlrippen 3 eine weiche Wärmeübertragungsfolie eingelegt werden, um die Wärmeübertragung effizient auszuführen. Die Kühlrippen 3 sind parallele, flache Rippen vom Gehäusetyp, die zur Oberseite eines auf der Leiterplatte 4 montierten Speichergehäuses 6 weisen. Obwohl im vorlie genden Beispiel parallele, flache Rippen vom Gehäusetyp verwendet werden, müssen die Rippen nicht zur Oberseite des auf der Leiterplatte 4 montierten Gehäuses 6 weisen, wenn stark wärmeabstrahlende Rippen vom Pin-Typ oder der gleichen verwendet werden. Die Wärmediffusionsplatte 2, auf der das Halbleiterbauelement 1 montiert ist, ist an der Leiterplatte 4 mittels des Harzes angeklebt und in diese integriert. Die Signaleingangs- oder -ausgangsan schlüsse eines auf der Leiterplatte 4 montierten Halblei terbauelementes sind mit Signaleingangs- oder -ausgangs anschlüssen des im Durchgangsloch der Leiterplatte 4 an geordneten Halbleiterbauelementes 1 elektrisch verbun den. Die Anschlußflächen für die elektrische Verbindung des Halbleiterbauelementes 1 und der Leiterplatte sind gegenseitig über Drähte 9 elektrisch verbunden. Sie können anstatt durch Drähte auch mittels eines filmähnli chen Elementes wie etwa einer leitenden Schicht elek trisch verbunden werden. Eine Ausbuchtung, in der das Halbleiterbauelement der Leiterplatte 4 montiert ist, ist mit einer Kappe 5 abgedeckt, um das Halbleiterbauelement 1 zu schützen. Die Leiterplatte 4 ist aus einem Polyimid harz hergestellt. Es ist auch möglich, anstatt des Polyimidharzes ein Harz wie etwa ein Glas-Epoxidharz oder dergleichen, in dem eine Mehrschichtverdrahtung ausgebil det werden kann, zu verwenden. Die Leiterplatte 4 enthält mehrere in ihr angeordnete leitende Schichten. Die leitenden Schichten umfassen eine Mehrzahl von Leistungs versorgungsschichten, Masseschichten und Signalschichten. Mit Ausnahme der Oberflächen sind die Signalschichten mit den Leistungsversorgungs- oder Masseschichten in Sand wichbauweise angeordnet. Die Signalschicht ist auf derjenigen leitenden Schicht ausgebildet, die sich am nächsten an der Oberfläche befindet. Obwohl die Dicken sämtlicher leitender Schichten im wesentlichen einander gleich sind, ist es auch möglich, die Leistungsversor gungs- oder Masseschicht dicker als die Signalschicht auszubilden, um die Wärmeübertragungsleistung zu erhöhen.

Durch Erhöhung der Kupfermenge in der leitenden Schicht kann die leitende Schicht in der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte als Wärmeaustauschplatte verwen det werden, so daß die Temperaturverteilung in der Leiterplatte 4 innerhalb einer Toleranzbreite von ±10°C gehalten werden kann. Auf der Vorderseite und auf der Rückseite der Leiterplatte 4 sind mehrere Gehäuse 6 und Chipteile 7 wie etwa Kondensatoren, Widerstände und dergleichen montiert. Auf einer der Oberflächen der Leiterplatte 4 sind in einem Teil der Verdrahtung der Leiterplatte 4 Durchgangslöcher oder Elektrodenflächen ausgebildet, um Funktionstests für das Halbleiterbauele ment 1 und einer Leitungsprüfung der Verdrahtungswege der Leiterplatte 4 auszuführen. Daher können Funktionsprüfun gen der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung in Modulbauweise leicht zusammen ausgeführt werden. Ferner ist eine Verbindungseinrichtung 8 vorgesehen, um die Lei terplatte mit der äußeren Umgebung elektrisch zu verbin den. Die Längentoleranz der Anschlußstifte der Verbin dungseinrichtung 8 liegt im Bereich von ±10%, so daß die Schwankung der induktiven Komponenten des Verbindungsab schnittes gering ist und eine elektrisch stabile Struktur erhalten wird. Die Durchmesser der Anschlußstifte für die Leistungsversorgung und die Masse der Verbindungseinrich tung sind größer als der Durchmesser eines Signal-An schlußstifts, wodurch eine Struktur geschaffen wird, die bei Schwankungen der Leistungsversorgungsspannung funkti onsfähig ist. Die Verbindungseinrichtung 8 ist auf derselben Seite wie die Kühlrippen 3 an der Leiterplatte 4 angebracht. Daher ist die auf die Verbindungseinrich tung ausgeübte Beanspruchung gering, so daß eine Struktur erhalten wird, die hinsichtlich des Gewichts ausgeglichen ist.

Die Fig. 2A bis 2E zeigen ein Beispiel der Herstellungs schritte der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung.

Schritt (1)

Das Halbleiterbauelement 1 wird an der Wärmediffusions platte 2, die aufgrund des ein Harz umfassenden Kleb stoffmaterials 10 eine glatte Oberfläche besitzt, angeklebt.

Schritt (2)

Die zur Oberflächenmontage geeignete Leiterplatte 4, die im Bereich, in dem ein Halbleiterbauelement montiert wer den soll, ein Durchgangsloch aufweist, wird an die Wärmediffusionsplatte geklebt, auf die das Halbleiterbau element 1 montiert worden ist. Die Bond-Flächen des Halbleiterbauelementes 1 und die Bond-Flächen der Leiter platte 4 werden durch Drähte 9 verbunden.

Schritt (3)

Um das Halbleiterbauelement 1 zu schützen, wird es mit einem Gel überzogen und anschließend mit der Kappe 5 ab gedeckt. Nachdem eine Lötpaste gedruckt worden ist, werden die Chip-Teile 7 montiert, anschließend wird das Gehäuse 6 montiert, woraufhin ein Aufschmelzlötvorgang ausgeführt wird.

Schritt (4)

Mit der Leiterplatte 4 wird die Verbindungseinrichtung 8 verbunden, wobei diese teilweise in jene eingeschoben wird.

Schritt (5)

An der Diffusionsplatte 2 werden die Kühlrippen ange bracht, so daß die Halbleitervorrichtung in Modulbauweise erhalten wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird eine wie oben erhaltene Halbleitervorrichtung 20 in Modulbauweise mittels der Verbindungseinrichtung 8 mit einer Hauptplatine 19 elektrisch verbunden. Das Bezugszeichen 21 in Fig. 3 be zeichnet ein auf der Oberfläche montiertes Teil.

In den obigen Herstellungsschritten wird das Halbleiter bauelement 1 nicht an die Oberfläche der Leiterplatte 4, sondern an die Wärmediffusionsplatte 2 geklebt. Daher nimmt das Halbleiterbauelement 1 keine durch Krümmungen oder Ausbauchungen auf der Leiterplatte 4 verursachte Schräglage ein, so daß das Bauelement 1 durch die Drähte 9 sicher verbunden werden kann. Da die Rippen 3 direkt an die Wärmediffusionsplatte geklebt werden können, auf der das Halbleiterbauelement 1 montiert worden ist, können die Rippen 3 die vom Halbleiterbauelement 1 erzeugte Wärme effizient abstrahlen. Obwohl über die Leiterplatte 4 die Kappe 5 so gelegt werden kann, daß diese von der Oberfläche der Leiterplatte 4 übersteht, ist es auch mög lich, die Leiterplatte 4 so auszubilden, daß in ihr eine Ausbuchtung mit einer Tiefe, die lediglich der Dicke der Kappe entspricht, geschaffen wird und die Kappe 5 in die Ausbuchtung eingelegt wird, so daß eine flache Oberfläche erhalten wird. Durch Einlegen der Kappe ist es möglich, die Lötpaste für die Chip-Teile 7 und das Gehäuse 6, die die auf der Oberfläche zu montierenden Teile darstellen, leicht zu drucken. Um die Dicke der Leiterplatte 4 dünn auszubilden, wird die Kappe erfindungsgemäß nicht einge legt, sondern so angebracht, daß sie von der Oberfläche der Leiterplatte 4 übersteht. Um daher die Leiterplatte 4, die als Ganze Höhenunterschiede aufweist, zu drucken, wird eine Rakel 14 verwendet, deren Struktur in den Fig. 4A bis 4C gezeigt ist. Die Rakel 14, die wie ein kurzer Zaun fein hergestellt worden ist, wird mittels eines Ra kel-Preßwerkzeuges 13 sandwichartig angeordnet und mittels einer Schraube zusammengedrückt. Das Rakel- Preßwerkzeug 13 besitzt eine Struktur, wie sie in den Fig. 4B und 4C gezeigt ist. Fig. 4C ist eine Schnittan sicht entlang der Linie IVC-IVC von Fig. 4B. Die Rakel 14, die fein ausgebildet worden ist, kann in vertikaler Richtung, also in Richtung der Dicke der Leiterplatte 4, mittels einer Feder 16 bewegt werden. Eine Rakelführung 17 ist so vorgesehen, daß die Rakel 14 in seitlicher Richtung unbeweglich ist. Die Rakel 14 ist entlang eines konkaven Bereichs 18, der zur Führung der Rakel des Rakel-Preßwerkzeuges 13 dient, beweglich. Durch die Feder kann die Länge der Rakel dort, wo sich die von der Leiterplatte 4 abstehende Wärmediffusionsplatte 2 befin det, verringert werden. Die Rakellängen der von diesem Bereich verschiedenen Bereiche werden durch die Feder er höht. Daher kann die Lötpaste unabhängig von konkaven oder konvexen Bereichen der Oberfläche gedruckt werden. Die Breite der Rakel, die fein ausgebildet worden ist, wird entsprechend den Positionen der Anschlußflächen be stimmt, an denen die Lötpaste gedruckt werden soll; es ist nicht stets notwendig, die Breiten der jeweiligen feinen Rakelbereiche einander gleich auszubilden. Obwohl nicht gezeigt, wird zwischen dem zu bedruckenden Gegen stand wie etwa der Leiterplatte 4 und der Rakel 14 eine Maske für den Druck gelegt. Die Druckmaske besitzt eine Form, die an die konkaven und konvexen Bereiche des zu bedruckenden Gegenstandes angepaßt ist. In der Erfindung sind für die zur Oberflächenmontage geeignete Packungsan ordnung insgesamt 24 Gehäuse vorgesehen, in denen Halb leiterbauelemente vom SRAM-Typ von 1 MB, die eine Wärme menge von maximal 1 W erzeugen, montiert sind, wobei die 24 Gehäuse an der Vorderseite und an der Rückseite der Leiterplatte 4 angebracht sind. Als Halbleiterbauelement 1 wird ein LSI-Schaltungschip verwendet, dessen erzeugte Wärmemenge bei ungefähr 25 W liegt. Wie oben erwähnt, können gemäß der vorliegenden Erfindung Halbleiterbauele mente, deren erzeugte Wärmemenge zwanzig Mal so groß oder größer ist, in einem Modul gemischt montiert werden. Ob wohl im Hinblick auf die Arbeitseffizienz gemäß der Erfindung zur Oberflächenmontage geeignete Gehäuse verwendet worden sind, kann auch ein Chip verwendet werden, in dem sämtliche im Modul zu montierenden Halb leiterbauelemente nicht in Gehäuse eingekapselt sind, um die Miniaturisierung weiter fördern.

Zweite Ausführungsform

Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht einer weiteren Halbleitervorrichtung in Modulbauweise. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist das Halbleiterbauelement 1 im Mittelpunkt der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte 4 montiert, während die Speicher-Packungsanordnung und die Chip-Teile auf der Vorderseite und auf der Rückseite um das Halblei terbauelement 1 montiert sind. Die Verbindungseinrichtun gen 8 sind an zwei Kanten der Leiterplatte 4 angebracht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Leiter platte 4 mit einer (nicht gezeigten) Verbindungseinrich tung auf der in Fig. 3 gezeigten Hauptplatine 19 parallel zur Hauptplatine angebracht. Da die Leiterplatte 4 parallel zur Hauptplatine angebracht ist, kann sie im Vergleich zur ersten Ausführungsform, in der die Leiter platte 4 vertikal angebracht ist, mit geringer Höhe montiert werden. Die Konstruktion der zweiten Ausfüh rungsform ist für einen Computer mit geringer Dicke geeignet, bei dem hinsichtlich der Höhe über der Haupt platine 19 eine Einschränkung besteht. Da andererseits an zwei Kanten der Leiterplatte 4 Verbindungseinrichtungen 8 vorgesehen sind, können im Vergleich zu dem Fall, in dem nur eine Verbindungseinrichtung verwendet wird, mehrere Leistungsversorgungs-Anschlußstifte und Erdungsstifte der Hauptplatine 19 verwendet werden, was sich durch eine Verringerung des Rauschens der Leistungsversorgung und der Masse auswirkt.

Dritte Ausführungsform

Fig. 6 ist eine Darstellung der linken Hälfte einer Draufsicht, die in bezug auf die Mittelachse symmetrisch ist und eine weitere Halbleitervorrichtung in Modulbau weise zeigt. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist das Halbleiterbauelement 1 in der Mitte der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte 4 montiert, während die Gehäuse 6 für den Speicher und die (nicht ge zeigten) Chip-Teile an der Vorderseite und an der Rück seite des Halbleiterbauelementes 1 montiert sind. Die Ge häuse 6 sind so angeordnet, daß die Verdrahtungslängen- Unterschiede zwischen den Adressenleitungen 12 und den Datenleitungen 11 für den Anschluß des auf der Wärmedif fusionsplatte 2 montierten Halbleiterbauelementes 1 und den auf der Leiterplatte 4 montierten Gehäusen 6 gleich oder kleiner als 10% sind. Um die Übertragungsverzögerung des Signals zwischen dem Halbleiterbauelement 1 und dem Gehäuse 6 zu verringern, ist es wünschenswert, daß die Adressenleitungen 12 und die Datenleitungen 11 so kurz wie möglich sind. Wenn jedoch nur eine der Leitungsarten kurz ist und die andere Leitungsart lang ist, ist die ge samte Übertragungsverzögerungszeit wegen der Signalverzö gerung der längeren Leitungsart groß. Da gemäß der Erfindung die Verdrahtungslängen-Unterschiede zwischen den Adressenleitungen und den Datenleitungen des am weitesten vom Halbleiterbauelement 1 entfernt angeordne ten Gehäuses 6 gleich oder kleiner als 10 Prozent sind, wird eine ausgeglichene Verdrahtungsstruktur erhalten.

Vierte Ausführungsform

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Halbleitervorrichtung in Modulbauweise. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist das Halbleiterbauelement 1 im Mittelpunkt der zur Oberflächenmontage geeigneten Lei terplatte 4 montiert, während die Speicher-Gehäuse 6 und die (nicht gezeigten) Chip-Teile auf der Vorderseite und der Rückseite um das Halbleiterbauelement 1 montiert sind. Die Gehäuse 6, die auf der Leiterplatte 4 montiert sind, sind an dieser vertikal befestigt. Da die Montage fläche auf der Oberfläche der Leiterplatte 4 pro Spei chergehäuse verringert werden kann, kann die Installati onsdichte der Speichergehäuse erhöht werden, so daß Speicher mit einer größeren Kapazität montiert werden können. Da beide flachen Seiten des Speichergehäuses mit der kühlenden Luft in Berührung kommen, wirken sie ähnlich wie Kühlrippen, so daß hochintegrierte Speicher mit einer erhöhten Wärmeerzeugung montiert werden können.

Claims

1. Halbleitervorrichtung in Modulbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zur Oberflächenmontage geeignete Leiter platte (4), auf der mehrere Halbleiterbauelemente (6) montiert sind und die wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, und eine Wärmediffusionsplatte (2), auf der ein im Durchgangsloch angeordnetes Halbleiterbauelement (1) montiert ist, miteinander verbunden und integriert sind;
Signaleingangs- oder -ausgangsanschlüsse der auf der Leiterplatte (4) montierten Halbleiterbauelemente (6) mit den Signaleingangs- oder -ausgangsanschlüssen des im Durchgangsloch angeordneten Halbleiterbauelementes (1) elektrisch verbunden sind;
Kühlrippen (3) an der Wärmediffusionsplatte (2) befestigt sind; und
die Leiterplatte (4) externe Eingangs- und -ausgangsanschlüsse besitzt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das im Durchgangsloch angeordnete Halblei terbauelement (1) eine Logikschaltung umfaßt und das Halbleiterbauelement (6), das auf der zur Oberflächenmon tage geeigneten Leiterplatte (4) montiert ist, eine Speichereinrichtung ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verdrahtungslängen-Unterschiede zwi schen einer Adressenverdrahtung (12) und einer Datenver drahtung (11) für die Verbindung des auf der Wärmediffu sionsplatte (2) montierten Halbleiterbauelementes (1) und dem auf der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiter platte (4) montierten Halbleiterbauelementes (6) für das vom Halbleiterbauelement (1) am weitesten entfernte Speichergehäuse (6) gleich oder kleiner als 10% ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die erzeugten Wärmemengen der mehreren Halbleiterbauelemente (6), die auf der zur Oberflächen montage geeigneten Leiterplatte (4) montiert sind, um den Faktor 20 oder größer unterscheiden können.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß bei Verwendung von Leistungsversorgungs- und/oder Masseschichten in der zur Oberflächenmontage ge eigneten Leiterplatte (4) als Wärmeaustauschplatte eine Temperaturverteilung in der Leiterplatte (4) erhalten wird, die gleich oder kleiner als ±10°C ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die an der Wärmediffusionsplatte (2) befestigten Kühlrippen (3) zur Oberseite des Gehäuses weisen, in dem das auf der zur Oberflächenmontage geeig neten Leiterplatte (4) montierte Halbleiterbauelement (6) angebracht worden ist.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß elektrische Anschlußflächen des auf der Wärmediffusionsplatte (2) montierten Halbleiterbauelemen tes (1) und elektrische Anschlußflächen der zur Oberfläc henmontage geeigneten Leiterplatte (4) durch Drähte elektrisch miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längendifferenz der Stifte einer Verbindungseinrichtung (8) für die Verbindung der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte (4) mit einer externen Platte gleich oder kleiner als ±10% ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchmesser eines jeden der Leistungs versorgungs- und/oder Masse-Anschlußstifte einer Verbin dungseinrichtung (8) für die Verbindung der zur Oberfläc henmontage geeigneten Leiterplatte (4) mit einer externen Platte größer als der Durchmesser eines jeden der Signal- Anschlußstifte ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Teil der Verdrahtungswege der zur Oberflächenmontage geeigneten Leiterplatte (4), die mit dem auf der Wärmediffusionsplatte (2) montierten Halblei terbauelement (1), mit einem Durchgangsloch oder mit ei ner Elektrodenfläche für eine Funktionsprüfung elektrisch verbunden sind, nur auf einer der Oberflächen der Leiter platte (4) ausgebildet ist.