JP3922809B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱効果の高い半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
集積回路(IC)の中でも、特にパワーICの分野においては、樹脂封止したICの発熱を効率的に放熱させるため、放熱板の一方の面上にチップを装着し、さらに放熱板のもう一方の面を樹脂封止後も露出させることによって、放熱効果を高め、熱抵抗を低減していた。
【0003】
図4は、従来技術による半導体装置の断面図である。放熱板21の一方の面に半導体チップ22が装着され、半導体チップ22の各々の電極は、ボンディングワイヤ24により対応したリードフレーム23の各々に電気的に接続され、放熱板21、半導体チップ22、リードフレーム23およびボンディングワイヤ24は、樹脂25によって封止されている。放熱板21の一方の面は露出されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術では、半導体チップの裏面に装着された放熱板によって、半導体チップから出る熱を半導体チップの裏面から放熱板に伝えて発散させていたが、半導体チップの裏面からの熱の発散では十分ではない。また、半導体装置の小型化により、放熱板の大きさも小さくなるので、半導体チップの裏面に装着された放熱板からのみでは、熱の発散の効率が悪くなる。
本発明の目的は、放熱効果の高い半導体装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップの一方の面に装着された第1の放熱板と、前記半導体チップのもう一方の面である能動素子面側に形成されたバンプと、前記バンプを介して前記半導体チップと電気的に接続されたベース基板と、前記ベース基板に形成され且つ前記バンプに装着されている第2の放熱板とを具備している。本発明によれば、半導体チップの能動素子面側に放熱板を装着させることにより、半導体チップから出る熱を効率的に発散することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明による第1の実施の形態の半導体装置における断面図である。第1の放熱板11に半導体チップ12が装着されている。半導体チップ12の各々の電極は、ボンディングワイヤ14により対応したリードフレーム13の各々の電極に電気的に接続されている。第1の放熱板11は、銅またはその他の金属である。半導体チップ12の最も熱を放出するパワートランジスタ領域12aにバンプ16が形成されている。例えば半田であるバンプ16を介してパワートランジスタ領域12a上に、第2の放熱板17が直接装着されている。第2の放熱板17は、銅あるいはその他の金属で、ボンディングワイヤ14とは接触していない。第1の放熱板11、半導体チップ12、リードフレーム13、ボンディングワイヤ14、バンプ16および第2の放熱板17は、樹脂15で被覆されている。第1の放熱板11および第2の放熱板17の一方の面は、露出されている。
【0009】
パワートランジスタ領域12aの能動素子面側にバンプ16を介して直接第2の放熱板17を装着させることにより、放熱面積が増え、パワートランジスタ領域12aから出る熱を第2の放熱板17で効率的に発散させることができる。
【0010】
図2は、本発明による第2の実施の形態の半導体装置における断面図である。第1の放熱板11に半導体チップ12が装着されている。半導体チップ12の各々の電極は、ボンディングワイヤ14により対応したリードフレーム13の各々の電極に電気的に接続されている。第1の放熱板11は、銅あるいはその他の金属である。半導体チップ12のパワートランジスタ領域12aにバンプ16が形成されている。第2の放熱板17は、例えば半田であるバンプ16を介してパワートランジスタ領域12a上に直接装着され、且つ第1の放熱板11と接触させている。銅あるいはその他の金属である第2の放熱板17は、ボンディングワイヤ14とは接触していない。第1の放熱板11、半導体チップ12、リードフレーム13、ボンディングワイヤ14、バンプ16および第2の放熱板17は、樹脂15で封止されている。第1の放熱板11の一方の面および第2の放熱板17の一方の少なくとも一部の面は、露出されている。
【0011】
パワートランジスタ領域12aの能動素子面側にバンプ16を介して第2の放熱板17を直接装着させることにより、放熱面積が増え、パワートランジスタ領域12aから出る熱を第2の放熱板17で効率的に発散させることができる。また、第1の放熱板11の方が第2の放熱板17よりも面積が大きくとれる場合、第2の放熱板17の一部を第1の放熱板11に接触させることにより、第2の放熱板17に伝わった熱を第1の放熱板11から発散することができる。
【0012】
尚、図1および図2において、第2の放熱板17はボンディングワイヤ14の領域上には形成されていないが、ボンディングワイヤ14に接触しなければ、第2の放熱板17の大きさは問わない。また、第2の放熱板17を第1の放熱板11に接触させるのは、樹脂よりも熱伝導率がいい放熱路を介してもよい。
【0013】
図3は、本発明による第3の実施の形態の半導体装置における断面図である。第1の放熱板11に半導体チップ12が装着されている。第1の放熱板11は、銅あるいはその他の金属である。半導体チップ12およびパワートランジスタ領域12aにバンプ16が形成されている。バンプ16を介してCSP(ChipSize Package)基板18が装着されている。CSP基板18上に半田ボール19が形成されている。半導体チップ12および半田ボール19は、電気的に接続されている。半導体チップ12にバンプ16を介してCSP基板18の第2の放熱板18aが直接装着されている。第1の放熱板11、半導体チップ12、パンプ16およびCSP基板18は、樹脂15で封止されている。第1の放熱板11およびCSP基板18の一方の面は、露出されている。
【0014】
パワートランジスタ領域12aの能動素子面側にバンプ16を介してCSP基板18に形成された第2の放熱板18aを直接装着させることにより、放熱面積が増え、パワートランジスタ領域12aから出る熱をCSP基板18の第2の放熱板18aから効率的に放熱ができる。
【0015】
尚、図1、図2および図3では、第1の放熱板11は、一方の面を露出して樹脂15で封止されているが、第1の放熱板11は封止している樹脂15より突出していてもよい。
【0016】
本発明の実施の形態では、第2の放熱板の接続はパワートランジスタ領域としているが、半導体チップの放熱する領域ならパワートランジスタ領域以外でもよい。
【0017】
【発明の効果】
最も熱を放出するパワートランジスタの能動素子面側にバンプを介して第2の放熱板を装着させることにより、放熱面積が増え、直接第2の放熱板に熱を伝えられるため、パワートランジスタ領域から出る熱を第2の放熱板から効率的に発散することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施の形態の半導体装置における断面図
【図2】本発明による第2の実施の形態の半導体装置における断面図
【図3】本発明による第3の実施の形態の半導体装置における断面図
【図4】従来技術による半導体装置における断面図
【符号の説明】
11…第1の放熱板
12…半導体チップ
12a…パワートランジスタ領域
13…リードフレーム
14…ボンディングワイヤ
15…樹脂
16…バンプ
17…第2の放熱板
18…CSP基板
18a…第2の放熱板
19…半田ボール
21…放熱板
22…半導体チップ
23…リードフレーム
24…ボンディングワイヤ
25…樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device having a high heat dissipation effect.
[0002]
[Prior art]
Among the integrated circuits (ICs), particularly in the field of power ICs, in order to efficiently dissipate the heat generated by the resin-sealed IC, a chip is mounted on one side of the heat sink and the other side of the heat sink. The surface was exposed even after resin sealing, thereby increasing the heat dissipation effect and reducing the thermal resistance.
[0003]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device. A semiconductor chip 22 is mounted on one surface of the heat sink 21, and each electrode of the semiconductor chip 22 is electrically connected to each corresponding lead frame 23 by a bonding wire 24, and the heat sink 21, the semiconductor chip 22, The lead frame 23 and the bonding wire 24 are sealed with a resin 25. One surface of the heat sink 21 is exposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional technique, the heat radiating plate mounted on the back surface of the semiconductor chip transmits heat from the semiconductor chip to the heat radiating plate from the back surface of the semiconductor chip, but the heat is radiated from the back surface of the semiconductor chip. Is not enough. Further, since the size of the heat sink is reduced due to the miniaturization of the semiconductor device, the efficiency of heat dissipation is deteriorated only from the heat sink attached to the back surface of the semiconductor chip.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a high heat dissipation effect.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor device of the present invention includes a semiconductor chip, a first heat dissipation plate mounted on one surface of the semiconductor chip, a bump formed on the active element surface side which is the other surface of the semiconductor chip, A base substrate electrically connected to the semiconductor chip via the bumps; and a second heat radiating plate formed on the base substrate and attached to the bumps. According to the present invention, the heat emitted from the semiconductor chip can be efficiently dissipated by mounting the heat sink on the active element surface side of the semiconductor chip.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. A
[0009]
By attaching the second
[0010]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. A
[0011]
By directly attaching the second
[0012]
In FIG. 1 and FIG. 2, the second
[0013]
FIG. 3 is a sectional view of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. A
[0014]
By directly mounting the second heat radiating plate 18a formed on the CSP substrate 18 via the
[0015]
In FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, the first
[0016]
In the embodiment of the present invention, the connection of the second heat radiating plate is in the power transistor region, but it may be other than the power transistor region as long as it is a region where the semiconductor chip dissipates heat.
[0017]
【The invention's effect】
By mounting the second heat sink on the active element side of the power transistor that emits the most heat via bumps, the heat dissipation area increases and heat can be directly transferred to the second heat sink. The emitted heat can be efficiently dissipated from the second heat sink.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半導体チップの一方の面に装着された第1の放熱板と、
前記半導体チップのもう一方の面である能動素子面側に形成されたバンプと、
前記バンプを介して前記半導体チップと電気的に接続されたベース基板と、
前記ベース基板に形成され且つ前記バンプに装着されている第2の放熱板と
を具備することを特徴とする半導体装置。A semiconductor chip;
A first heat sink mounted on one surface of the semiconductor chip;
Bumps formed on the active element surface side which is the other surface of the semiconductor chip,
A base substrate electrically connected to the semiconductor chip via the bumps;
And a second heat radiating plate formed on the base substrate and attached to the bump.
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