DE69212902T2

DE69212902T2 - Halbleiteranordnung mit Halterung und Verfahren zum Montieren von Halbleiteranordnungen mit Halterung

Info

Publication number: DE69212902T2
Application number: DE69212902T
Authority: DE
Inventors: Junichi Kasai; Michio Sono; Norio Taniguchi; Kazuto Tsuji; Masanori Yoshimoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: EP0516096A3; KR970000216B1; JPH04354363A; KR920022470A; DE69212902D1; EP0516096A2; EP0516096B1; US5684675A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Halbleiteranordnungen sowie Verfahren zum Montieren von Halbleiterbauteilen, und insbesondere eine Halbleiteranordnung mit einer Halterung sowie ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterbauteilen mit Hilfe der Halterung.
Da die Größe der Computersysteme weiter verringert werden konnte, entstand in letzter Zeit das Bedürfnis, Halbleiterbauteile mit einer hohen Packungsdichte anzuordnen.
Andererseits sind in Speicherbausteinen, wie z.B. sog. Dynamic Random Access Memories (DRAMs), eine Vielzahl von identischen Halbleiterbauteilen auf einem einzigen Schaltungssubstrat angeordnet. Demzufolge besteht das Bedürfnis, ein sehr effektives Verfahren zum Anordnen einer Vielzahl von identischen Halbleiterbauteilen zu realisieren.
Für die Erhöhung der Packungsdichte ist die Packungsstruktur ein wichtiger Faktor. Dabei sind kleine und schmale Packungen wie das sog. Small Outline Package (SOP), Single In-Line Package (SIP) und das Zigzag In-Line Package (ZIP) als Packungsstrukturen bekannt, die eine hohe Packungsdichte ermöglichen.
Das SOP ist eine Art Oberflächenpackung (Oberflächenmontage). D.h., daß ein SOP- Halbleiterbauteil auf Lötperlen, die auf einem Schaltungssubstrat ausgebildet sind, angeordnet und anschließend das Lot zur Befestigung des Halbleiterbauteils geschmolzen wird.
Dagegen weisen die Packungen vertikalen Typs, wie z.B. das SIP oder das ZIP, eine Struktur auf, bei der Leitungen entlang einer Linie an einer Seitenfläche der Packung angeordnet sind. Dementsprechend wird diese Packung vertikalen Typs vertikal auf das Schaltungssubstrat montiert. Durch diese vertikale Montage wird die Packungsdichte erhöht. Zusätzlich kann die Kühlung der Packung verbessert werden.
Bei dem SOP besteht jedoch das Problem, daß leicht ein Riß in der Packung entstehen kann, da das SOP eine schmale und flache Form besitzt, so daß der Wärmewiderstand der Packung groß wird. Da die Packung oberflächen-montiert ist, besteht zudem das Problem, daß die Packungsfläche im Vergleich zu der Packungsdichte beispielsweise des SIP groß ist.
Bei dem SIP und dem ZIP besteht das Problem, daß das Aufstellen der Packung aufgrund der von einer Seitenfläche hervorstehenden Leitungen schwer ist und das Anordnungs- (oder Montage-) Verfahren nur mühsam durchzuführen ist.
Aus diesem Grund wurde eine Struktur vorgeschlagen, die das Stehen der vertikalen Packung auf dem Schaltungssubstrat ermöglicht. Gemäß dieser vorgeschlagenen Struktur weist die Packung Vorsprünge auf, wobei in dem Schaltungssubstrat den Vorsprüngen entsprechende Löcher ausgebildet sind. Die vertikale Packung steht auf dem Schaltungssubstrat, wenn die Vorsprünge in die entsprechenden Löcher des Schaltungssubstrats passen. Bei dieser vorgeschlagenen Struktur besteht jedoch das Problem, daß die Löcher in dem Schaltungssubstrat ausgebildet werden müssen, so daß aufgrund dieses zusätzlichen Schritts die Herstellungseffektivität verschlechtert wird.
Werden die vertikalen Packungen, wie z.B. das SIP und das ZIP, schmal ausgebildet, entsteht das Problem, daß in der Packung leicht ein Riß auftreten kann, so daß der Wärmewiderstand der Packung groß wird.
Aus der Druckschrift US-A-4,894,706 ist eine Halbleiteranordnung bekannt, umfassend eine Halterung mit einer Vielzahl von Halterungsteilen und eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen, die von den Halterungsteilen der Halterung vertikal und parallel zueinander gehalten werden, wobei jedes der Halbleiterbauteile im wesentlichen quaderförmig ist und eine obere und untere Hauptfläche sowie mindestens eine Seitenfläche mit Leitungen, die freigelegt sind, wenn das Halbleiterbauteil durch die Halterungsteile der Halterung gehalten wird, aufweist. Die Halbleiterbauteile werden durch Verbinden der freigelegten Leitungen mit einem Schaltungssubstrat auf das Schaltungssubstrat montiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und nützliche Halbleiteranordnung sowie ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterbauteilen zu schaffen, wobei die zuvor beschriebenen Probleme beseitigt sind.
Erfindungsgemäß wird eine Halbleiteranordnung geschaffen, umfassend eine Halterung mit einer Vielzahl von Halterungsteilen und eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen, die von den Halterungsteilen der Halterung vertikal und parallel zueinander gehalten werden, wobei jedes der Halbleiterbauteile im wesentlichen quaderförmig ist und eine obere und untere Hauptfläche sowie mindestens eine Seitenfläche mit Leitungen, die freigelegt sind, wenn das Halbleiterbauteil durch die Halterungsteile der Halterung gehalten wird, aufweist, und wobei die Halterungsteile der Halterung Schlitze sind und die Halbleiterbauteile mit ihren oberen und unteren Hauptflächen derart gehalten werden, daß mindestens eine Seitenfläche jedes Halbleiterbauteils mit den Leitungen freigelegt ist.
Des weiteren wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Montieren von einer Vielzahl von Halbleiterbauteilen mit Leitungen an mindestens einer ihrer Seitenflächen auf ein Schaltungssubstrat geschaffen, umfassend die Schritte (a) Halten der Halbleiterbauteile vertikal und parallel zueinander in Halterungsteilen einer Halterung, so daß die Leitungen freigelegt sind, und (b) Montieren der durch die Halterung gehaltenen Halbleiterbauteile auf das Schaltungssubstrat durch Verbinden der freigelegten Leitungen mit dem Schaltungssubstrat, wobei in dem Schritt (a) die Halterungsteile Schlitze sind, und wobei die Halbleiterbauteile mit ihren oberen und unteren Hauptflächen derart gehalten werden, daß mindestens eine Seitenfläche jedes Halbleiterbauteils mit den Leitungen freigelegt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Halbleiterbauteile vertikal auf einem Schaltungssubstrat aufzustellen, da die Halbleiterbauteile durch die Halterung gehalten werden. Die Dichte, mit welcher die Halbleiterbauteile auf dem Schaltungssubstrat angeordnet werden könne, wird erhöht, insbesondere, wenn zwei oder mehr Halbleiterbauteile durch ein Halterungsteil der Halterung gehalten werden. Daher kann die Erfindung eine hohe Packungsdichte realisieren. Zudem schützt die Halterung die relativ schmalen Halbleiterbauteile, deren mechanische Festigkeit nicht besonderes groß ist. Des weiteren wird die von dem Halbleiterbauteil erzeugte Wärme durch Wärmeleitung an die Halterung weitergeleitet, und der Wärmewiderstand der Halbleiteranordnung als Ganzes wird verglichen mit dem Wärmewiderstand des einzelnen Halbleiterbauteils verbessert.
Weitere Aufgaben und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detailierten Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung offensichtlich.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines in Fig. 1 dargestellten Halbleiterbauteils,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Haltens der Halbleiterbauteile in der in Fig. 1 dargestellen Halterung,
Fig. 4A bis 4D zeigen perspektivische Ansichten zur Erläuterung des Verlötens von Leitungen der Halbleiterbauteile mit einem in Fig. 1 dargestellten Schaltungssubstrat,
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauteils, auf das die vorliegende Erfindung anwenderbar ist,
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Halbleiterbauteils, auf das die vorliegende Erfindung anwenderbar ist,
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines achten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung, und
Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines neunten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung.
Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung beschrieben. Fig. 1 zeigt dieses erste Ausführungsbeispiel, wobei eine Halbleiteranordnung 1 Halbleiterbauteile 2 und eine Halterung 3, welche die Halbleiterbauteile 2 hält, beinhaltet.
Das Halbleiterbauteil 2 kann ein Speicherbaustein, z.B. ein DRAM, sein, wobei eine Vielzahl von identischen Halbleiterbauteilen 2 auf einem einzigen Substrat 7 angeordnet sind. Jedes Halbleiterbauteil 2 hat die in Fig. 2 gezeigte vertikale Packungsstruktur. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Halbleiterbauteil 2 stehen von einer Seitenfläche einer aus Harz gefertigten Packung 4 eine Vielzahl von Leitungen 5 hervor. Ein (nicht gezeigtes) Halbleiterelement, wie z.B. ein Speicherbaustein, ist in der Packung 4 eingeschlossen. Da die Packung 4 relativ schmal ist, ist die mechanische Festigkeit des Halbleiterbauteils 2 selbst gering und sein Wärmewiderstand ist groß. Die Leitungen 5 sind, wie in Fig. 2 gezeigt, an ihrem Ende L-förmig gebogen.
Das Halbleiterbauteil 2 mit der in Fig. 2 gezeigten vertikalen Packungsstruktur kann nicht einfach von selbst auf dem Schaltungssubstrat 7 stehen. Selbst wenn es möglich wäre, daß das Halbleiterbauteil 2 von selbst auf dem Schaltungssubstrat steht, würde das Halbleiterbauteil 2 für ein zufriedenstellendes Verlöten der Leitungen 5 mit dem Schaltungssubstrat 7 zu instabil sein.
Erfindungsgemäß werden die Halbleiterbauteile 2, die nicht von selbst auf dem Schaltungssubstrat stehen können, durch die Halterung 3 gehalten, so daß die Halbleiterbauteile 2 beim Verlöten der Leiter 5 mit dem Schaltungssubstrat 7 stabil auf dem Schaltungssubstrat 7 stehen.
Die Halterung 3 ist beispielsweise aus Harz gefertigt und weist die in Fig. 3 gezeigte Kastenform auf. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Halterung 3 zur Aufnahme der Halbleiterbauteile 2 fünf Halterungsteile 6. Jedes Halterungsteil 6 ist zur Vorderund Unterseite der Halterung 3 hin geöffnet. Die Halterungsteile 6 können gleichzeitig bei der Ausbildung der Halterung 3 durch bekannte Vorrichtungen hergestellt werden.
Beim Zusammenbau der Halbleiteranordnung 1 wird jedes Halbleiterbauteil 2 in ein entsprechendes Halterungsteil 6 der Halterung 3 eingesetzt. Durch diesen einfachen Vorgang wird die Halbleiteranordnung 1 zusammengebaut. Daher wird das Montageverfahren nicht aufwendig und die Anzahl der erforderlichen Herstellungsschritte wird durch dieses Zusammenbauverfahren der Halbleiteranordnung 1 nicht wesentlich erhöht.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4A bis 4D das Verfahren zum Verlöten der Leitungen 5 der Halbleiterbauteile 2 mit dem Schaltungssubstrat 7 beschrieben.
Zunächst wird, wie in Fig. 4A gezeigt, eine Maske 100 mit einer Vielzahl von Fenstern 101 auf das Schaltungssubstrat 7 gelegt, so daß jedes Fenster 101 einem entsprechenden Bereich 105 gegenüberliegt, wo das Lot aufgetragen werden soll.
Dann wird, wie in Fig. 4B gezeigt, eine Lotrolle 107 entlang der durch den Pfeil angegebenen Richtung über die Maske 100 gerollt, um das Lot 107 in den Bereichen 105 des Schaltungssubstrats 7 über die Fenster 101 aufzutragen.
Als dritter Schritt wird, wie in Fig. 4C gezeigt, die Maske 100 entfernt, und die Lotteile 107a sind in den Bereichen 105 des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet.
Schließlich wird, wie in Fig. 4D gezeigt, jedes Halbleiterbauteil 2 auf dem Schaltungssubstrat 7 plaziert, so daß die Leitungen 5 auf den entsprechenden Lotteilen 107a liegen (in Fig. 4D ist der Einfachheit halber lediglich ein Halbleiterbauteil 2 dargestellt). Anschließend wird ein Sclunelzverfahren durchgeführt, um die Leitungen 5 mit Hilfe der geschmolzenen Lotteile 107a mit dem Schaltungssubstrat 7 zu verbinden.
Fig. 1 zeigt die Halbleiteranordnung 1 im zusammengebauten Zustand, wobei die Halbleiterbauteile 2 in der Halterung 3 gehalten werden. Die Leitungen erstrecken sich von jedem der Halbleiterbauteile 2 in der Halterung 3 nach unten. Entsprechend arbeiten die Halbleiterbauteile 2 in der Halterung 3 zusammen und stehen stabil auf dem Schaltungssubstrat, obwohl jedes Halbleiterbauteil 2 selbst nicht stabil auf dem Schaltungssubstrat stehen kann. Die Ausbildung von Löchern wie bei der zuvor beschriebenen vorgeschlagenen Struktur ist nicht erforderlich und die Packungseffektivität kann verbessert werden. Da die Halbleiterbauteile 2 durch die Halterung 3 gehalten werden, kann zudem der Abstand, mit dem die Halbleiterbauteile 2 auf dem Schaltungssubstrat 7 angeordnet werden, verringert und Somit eine hohe Packungsdichte realisiert werden.
Die Packung 4 ist relativ schmal und das Halbleiterbauteil selbst hat keine ausreichende mechanische Festigkeit und weist einen hohen Wärmewiderstand auf. Werden die Halbleiterbauteile durch die Halterung 3 gehalten, so ist dagegen die Packung jedes Halbleiterbauteils 2 in direktem Kontakt mit den das entsprechende Halterungsteil 6 definierenden Wänden der Halterung 3. Aus diesem Grund dient die Halterung 3 auch zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit jedes Halbleiterbauteils 2, und Risse können nicht einfach in der Packung 4 auftreten, obwohl die Packung 4 selbst relativ schmall ausgebildet ist. Des weiteren wird die von jedem Halbleiterbauteil 2 erzeugte Wärme durch Wärmeleitung zu der Halterung 3 weitergeführt. Demzufolge verringert sich der Wärmewiderstand der Halbleiteranordnung 1 als Ganzes im Vergleich zu dem eines alleinigen Halbleiterbauteils 2, und die Wärme wird wirkungsvoll abgestrahlt. Daher können die unerwünschten Wärmeeffekte für jedes Halbleiterbauteil 2 verringert werden.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. Eine in Fig. 5 gezeigte Halbleiteranordnung 11 beinhaltet eine Halterung 13 und eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen 2, die in Halterungsteilen 16 der Halterung 13 gehalten werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Halterungsteile lediglich zu der Unterseite der Halterung 13 hin geöffnet. Im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Seitenfläche 2a jedes durch die Halterung 3 gehaltenenen Halbleiterbauteils 2 nach außen freigelegt ist, ist daher bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die mechanische Festigkeit und der Wärmewiderstand des Halbleiterbauteils 2 verbessert.
In anderen Worten ist das Halterungsteil 16 der Halterung 13 ein rechteckiger Schacht, der lediglich an der Unterseite der Halterung 13 geöffnet ist. Aus diesem Grund ist das Halbleiterbauteil 2 in der Halterung 13 abgeschirmt, wenn das Halbleiterbauteil 2 von dem Halterungsteil 16 gehalten wird, und sämtliche Außenflächen des Halbleiterbauteils 2, mit Ausnahme der mit den Leitungen 5 versehenen Seitefläche, stehen in direktem Kontakt mit den das Halterungsteil 16 definierenden Wänden. Im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist daher die mechanische Festigkeit des Halbleiterbauteils 2 verbessert, und es ist auch eine Verbesserung der Kühlung des Halbleiterbauteils 2 möglich.
Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 6 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Die in Fig. 6 gezeigte Halbleiteranordnung 21 besitzt eine Kühlrippe 24, die um ausgewählte Flächen der Halterung 3 herum angeordnet ist. Die Kühlrippe 24 ist beispielsweise aus Metall gefertigt und verbessert die Kühlung der Halbleiterbauteile 2.
Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 7 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Eine in Fig. 7 gezeigte Halbleiteranordnung 31 beinhaltet Kühlrippen 34, die an der Oberfläche der Halterung 3 angeordnet sind. Die Kühlrippen 34 verbessern die Kühlung der Halbleiterbauteile 2.
Bei den in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Halterung 3 aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Ebenso können die Kühlrippen 24 und 34 aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Für die Halterung 3 und die Kühlrippen 24 und 34 kann eine beliebige Kombination der Materialien verwendet werden. Wird jedoch für die Halterung 3 und die Kühlrippen 24 und 34 dasselbe Material verwendet, so können die Kühlrippen 24 und 34 in die Halterung 3 integriert werden.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen die Halbleiterbauteile L- förmigen Leitungen 5 auf. Es sind jedoch auch andere Arten von Halbleiterbauteilen, wie z.B. die in Fig. 8 und 9 gezeigten Halbleiterbauteile, verwendbar. Die in Fig. 8 und 9 gezeigten Halbleiterbauteile können auch in später beschriebene fünfte bis achte Ausführungsbeispiele verwendet werden.
Ein in Fig. 8 gezeigtes Halbleiterbauteil 2&sub1; besitzt zickzack-artig angeordnete Leitungen 5&sub1;, so daß die Dichte der Leitungen 5&sub1; verbessert werden kann.
Ein in Fig. 9 gezeigtes Halbleiterbauteil 2&sub2; besitzt schleifenartige Leitungen 5&sub2;. Die Form der Leitungen 5&sub2; würde es nahezu unmöglich machen, daß das Halbleiterbauteil 2&sub2; von selbst auf dem Schaltungssubstrat stehen kann. Die Erfindung ermöglicht jedoch, daß eine Vielzahl dieser Halbleiterbauteile 2&sub2; auf dem Schaltungssubstrat 7 durch die Verwendung der Halterung stabil stehen können.
Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 10 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Gemäß der in Fig. 10 gezeigten Halbleiteranordnung 41 ist eine Kühlrippe 44 auf dem linken Teil jedes durch die Halterung 3 gehaltenene Halbleiterbauteils 2 angeordnet, und jede Kühlrippe 44 steht von der Halterung 3 hervor. Demzufolge kann die Kühlung der Halbleiterbauteile 2 verbessert werden.
Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 11 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Gemäß der in Fig. 11 gezeigten Halbleiteranordnung 51 ist auf der Oberseite der Halterung 3 ein Kühlteil 54 mit einer Vielzahl von Kühlstiften 54a angeordnet. Die Halterung 3 kann aus Metall oder Kuststoff gefertigt sein. Ebenso kann das Kühlteil 54 aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Für die Halterung 3 und das Kühlteil 54 kann eine beliebige Kombination der Materialien verwendet werden. Wird jedoch für die Halterung 3 und das Kühlteil 54 dasselbe Material verwendet, so kann das Kühlteil 54 in die Halterung 3 integriert werden.
Fig. 12 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 12 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Gemäß der in Fig. 12 gezeigten Halbleiteranordnung 61 ist nur der obere Bereich jedes Halbleiterbauteils 2 in einer Halterung 63 gehalten. Die bedeutet, daß ein Halterungsteil 66 der Halterung 63 nur den oberen Bereich der Halbleiterbauteile 2 hält. Die die Halterungsteile 66 definierenden Wände der Halterung stehen in direktem Kontakt mit den oberen Bereichen der Halbleiterbauteile 2, so daß die Halterung 63 einen sicheren Stand der Halbleiterbauteile 2 auf dem Schaltungssubstrat 7 ermöglicht, wenn die Leitungen 5 mit dem Schaltungssubstrat 7 verlötet werden.
Fig. 13 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 13 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Gemäß der in Fig. 13 gezeigten Halbleiteranordnung 71 besitzt eine Halterung 73 Halterungsteile 76V, um Halbleiterbauteile 23 vertikal zu halten, sowie Halterungsteile 76H, um Halbleiterbauteile 2 horizontal zu halten. Jedes Halbleiterbauteil 23 besitzt an zwei benachbarten Seitenflächen die Leitungen 5. Werden die Halbleiterbauteile 23 mit Hilfe der Halterungsteile 76V der Halterung 73 gehalten, so sind die Leitungen 5 der Halbleiterbauteile 23 an der Vorder- und Unterseite der Halterung 73 freigelegt. Werden andererseits die Halbleiterbauteile 2 durch die Halterungsteile 76H der Halterung 73 gehalten, so sind die Leitungen der Halbleiterbauteile 2 an der Vorderseite der Halterung 73 freigelegt. Daher können gemäß diesem Ausführungsbeispiel sowohl die an der Vorderseite der Halterung 73 als auch die an der Unterseite der Halterung 73 freigelegten Leitungen 5 mit dem Schaltungssubstrat verlötet werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist daher dadurch vorteilhaft, daß die Halbleiterbauteile 23 mit einer hohen Anzahl an Leitungen 5 auf das Halbleitersubstrat montiert werden können. Zudem können verschiedene Arten von Halbleiterbauteile sicher durch die Halterung 73 während des Montageverfahrens gehalten werden.
Fig. 14 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. In Fig. 14 sind die den in Fig. 1-3 gezeigten Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile wird daher verzichtet.
Gemäß der in Fig. 14 gezeigten Halbleiteranordnung 81 besitzt eine Halterung 83 zwei Halterungsteile 86. Jedes Halterungsteil 86 hält drei Halbleiterbauteile 2, wobei die Halterungsteile 86 in direktem Kontakt mit den Halbleiterbauteilen 2 stehen. Auf diese Weise kann die Dichte, mit der die Halbleiterbauteile 2 auf das Schaltungssubstrat 7 angeordnet werden, weiter verbessert werden. Selbstverständlich ist die Zahl der von jedem Halterungsteil 86 der Halterung 83 gehaltenen Halbleiterbauteile 2 nicht auf drei begrenzt, sondern jedes der Halterungsteile 86 kann eine beliebige Zahl von Halbleiterbauteilen 2, die größer als eins ist, halten.
Bei jedem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es wünschenswert, daß keine Luft zwischen den Oberflächen der Halbleiterbauteile und den Wänden der Halterung, welche mindestens einen Bereich der Halbleiterbauteile hält, vorhanden ist. Um einen direkten Kontakt zwischen den Kontaktflächen des Halbleiterbauteils und den das Halterungsteil der Halterung definierenden Wänden zu gewährleisten, kann ein Schmiermittel, wie z.B. Schmierfett, auf die Oberflächen des Halbleiterbauteils und/oder auf die das Halterungsteil der Halterung definierenden Wände aufzutragen.
Zudem ist die Form der Halterung nicht auf die Form bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen beschränkt. Die Halterung der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele besitzt in Übereinstimmung mit den im wesentlichen quaderförmigen Halbleiterbauteilen ebenfalls im wesentlichen eine Quaderform. Selbstverständlich können jedoch auch andere Formen für die Halterung verwendet werden.
Des weiteren muß nicht notwendigerweise bei jedem der Ausführungsbeispiele, mit Ausnahme des zweiten Ausführungsbeispiels, die an der Vorderseite der Halterung freigelegte Seitenfläche des Halbleiterbauteils mit der Vorderseite der Halterung zusammenfallen. D.h. der Endbereich des Halbleiterbauteils kann auch etwas von der Vorderseite der Halterung hervorstehen.
Schließlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern die Ausführungsbeispiele können auch verschiedenartig verändert und modifiziert werden, ohne dabei von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Halbleiteranordnung, umfassend

eine Halterung (3, 13, 63, 73, 83) mit einer Vielzahl von Halterungsteilen (6, 16, 66, 76, 86), und

eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen (2, 2&sub1;-2&sub3;), die von den Halterungsteilen der Halterung vertikal und parallel zueinander gehalten werden,

wobei jedes der Halbleiterbauteile im wesentlichen quaderförmig ist und eine obere und untere Hauptfläche sowie mindestens eine Seitenfläche mit Leitungen (5), die freigelegt sind, wenn das Halbleiterbauteil durch die Halterungsteile der Halterung gehalten wird, aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Halterungsteile (6, 16, 66, 76, 86) der Halterung (3, 13, 63, 73, 83) Schlitze sind, und

daß die Halbleiterbauteile mit ihren oberen und unteren Hauptflächen derart gehalten werden, daß mindestens eine die Leitungen (5) aufweisende Seitenfläche jedes Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) freigelegt ist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile (16) der Halterung (13) eine Schachtstruktur aufweisen, so daß lediglich eine die Leitungen (5) aufweisende Seitenfläche jedes Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;, 2&sub2;) freigelegt ist.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile (66) der Halterung (53) eine Schlitzstruktur aufweisen, so daß lediglich ein Endbereich jedes Halbleiterbauteils (2, 21, 22) mit Ausnahme des die Leitungen (5) aufweisenden Endes durch die Halterungen gehalten ist.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsteile (6, 76, 86) der Halterung (3, 73, 83) eine Schlitzstruktur aufweisen, so daß zwei Seitenflächen jedes Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit der die Leitungen aufweisende Seitenfläche freigelegt sind.

5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Halbleiterbauteil (2, 2&sub1;, 2&sub2;) eine sich von einer ersten Seitenfläche des Halbleiterbauteils nach außen erstreckende Kühlrippe (44) aufweist, und

daß die erste Seitenfläche des Halbleiterbauteils eine der beiden durch das die Schlitzstruktur aufweisende Halterungsteil (6) freigelegten Seitenflächen ist.

6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Endbereich des Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit einer ersten Seitenfläche des Halbleiterbauteils von der Halterung (3, 73, 83) hervorsteht, und

daß die erste Seitenfläche des Halbleiterbauteils eine der beiden durch das die Schlitzstruktur aufweisende Halterungsteil (3, 73, 83) freigelegten Seitenflächen ist.

7. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren ein Kühlteil (24, 34, 54) auf der Halterung (3) vorhanden ist, um die von jedem Halbleiterbauteil (2, 2&sub1;-2&sub3;) erzeugte Wärme abzustrahlen.

8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil (24, 34, 54) mindestens eine bestimmte Außenfläche der Halterung (3) bedeckt.

9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil (34, 54) eine Vielzahl von Stiften (34, 54a) aufweist, welche von mindestens einer bestimmten Außenfläche der Halterung (3) hervorstehen.

10. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) aus einem Metall oder einem Kunststoff gefertigt ist, und daß das Kühlteil (24, 34, 54) aus einem Metall oder einem Kunststoff gefertigt ist.

11. Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) und das Kühlteil (24, 34, 54) ineinander integriert und aus demselben Material gefertigt sind.

12. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß daß jedes Halterungsteil (6, 16, 66, 76) der Halterung (3, 13, 63, 73) ein Halbleiterbauteil (2, 2&sub1;-2&sub3;) hält.

13. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halterungsteil (86) der Halterung (83) eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen (2, 2&sub1;-2&sub3;) hält.

14. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß weitere als Schlitze ausgebildete Halterungsteile (76H) vorhanden sind, welche weitere Halbleiterbauteile (2, 2&sub1;-2&sub3;) halten.

15. Halbleiteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das erste Halterungsteil (76V) der Halterung (73) gehaltene Halbleiterbauteil (2&sub3;) Leitungen (5) an zwei benachbarten seiner Seitenflächen aufweist.

16. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die das Halterungsteil (6, 16, 66, 76, 86) definierenden Wände der Halterung (3, 13, 63, 73, 83) in direktem Kontakt mit mindestens der oberen und unteren Hauptfläche des Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;), welches dadurch gehalten wird, steht.

17. Halbleiteranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer der das Halterungsteil (6, 16, 66, 76, 86) definierenden Wände der Halterung (3, 13, 63, 73, 83) und auf mindestens die obere und untere Hauptfläche des dadurch gehaltenen Halbleiterbauteils (2,2&sub1;-2&sub3;) ein Schmiermittel aufgetragen ist.

18. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (5) des Halbleiterbauteils (2, 2&sub2;, 2&sub3;) L-förmig oder schleifenförmig sind.

19. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (5) des Halbleiterbauteils (2&sub1;) zickzack-artig auf der Seitenfläche des Halbleiterbauteils angeordnet sind.

20. Verfahren zum Montieren von einer Vielzahl von Halbleiterbauteilen (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit Leitungen (5) an mindestens einer ihrer Seitenflächen auf ein Schaltungssubstrat (7), wobei die Halbleiterbauteile (2, 2&sub1;-2&sub3;) im wesentlichen quaderförmig sind und obere und untere Hauptflächen aufweisen, umfassend die Schritte

(a) Halten der Halbleiterbauteile (2, 2&sub1;-2&sub3;) vertikal und parallel zueinander in Halterungsteilen (6, 16, 66, 76, 86) einer Halterung (3, 13, 63, 73, 83), so daß die Leitungen freigelegt sind, und

(b) Montieren der durch die Halterung gehaltenen Halbleiterbauteile auf das Schaltungssubstrat (7) durch Verbinden der freigelegten Leitungen mit dem Schaltungssubstrat,

dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Schritt (a) die Halterungsteile (6, 16, 66, 76, 86) Schlitze sind, und

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) eine Halterung (63) mit Halterungsteilen (66) mit einer Schlitzstruktur derart verwendet wird, daß lediglich ein Endbereich jedes Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit Ausnahme des die Leitungen (5) aufweisenden Endes durch die Halterung gehalten wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) eine Halterung (3, 73, 83) mit Halterungsteilen (6, 76, 86) mit einer Schlitzstruktur derart verwendet wird, daß zwei Seitenflächen jedes Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit der die Leitungen (5) aufweisenden Seitenfläche freigelegt werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) eine Halterung (3) mit einem Kühlteil (24, 34, 54) zur Abstrahlung der von jedem Halbleiterbauteil (2, 2&sub1;-2&sub3;) erzeugten Wärme verwendet wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) eine Halterung (3, 13, 63, 73) derart verwendet wird, daß jedes Halterungsteil (6, 16, 66, 76) der Halterung ein Halbleiterbauteil (2, 2&sub1;-2&sub3;) hält.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) eine Halterung (83) derart verwendet wird, daß jedes Halterungsteil (86) der Halterung eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen (2, 2&sub1;-2&sub3;) hält.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) weitere schlitzartige Halterungsteile (76H) zum horizontalen Halten von weiteren Halbleiterbauteilen (2, 2&sub1;-2&sub3;) verwendet werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) mit Hilfe des ersten Halterungsteils (76V) der Halterung (73) ein Halbleiterbauteil (23) gehalten wird, welches an zwei benachbarten seiner Seitenflächen die Leitungen (5) aufweist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) die Halbleiterbauteile (2, 2&sub1;-2&sub3;) in den Halterungsteilen (6, 16, 66, 76, 86) der Halterung (3, 13, 63, 73, 83) gehalten werden, so daß die das Halterungsteil definierenden Wände der Halterung in direktem Kontakt mit mindestens der oberen und unteren Hauptfläche des dadurch gehaltenen Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;- 2&sub3;) stehen.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) das Beschichten mindestens einer der das Halterungsteil (6, 16, 66, 76, 86) definierenden Wände der Halterung (3, 13, 63, 73, 83) und mindestens der oberen und unteren Hauptfläche des dadurch gehaltenen Halbleiterbauteils (2, 2&sub1;-2&sub3;) mit einem Schmiermittel umfaßt.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (b) die durch die Halterung (3, 13, 63, 73, 83) gehaltenen Halbleiterbauteile (2, 2&sub1;-2&sub3;) auf das Schaltungssubstrat (7) durch Löten der freigelegten Leitungen (5) auf das Schaltungssubstrat montiert werden.