DE19620202A1 - Wärmeabführende Halbleitervorrichtung - Google Patents

Wärmeabführende Halbleitervorrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrich­ tung, insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung, die von einem Halbleiter-Chip erzeugte Wärme abstrahlt.
Halbleitervorrichtungen werden nach den Gehäusen, in denen die Halbleiter-Chips untergebracht sind, in verschie­ dene Typen eingeordnet. In Fig. 1 ist eine herkömmliche Halbleitervorrichtung 9 des Lead-on-Chip (LOC) Typs gezeigt, bei welcher Leiter an einem Halbleiter-Chip mit einem Haft­ mittel (z. B. Band) angebracht sind. Gemäß Fig. 1 enthält die herkömmliche Halbleitervorrichtung 9 ein Gehäuse 1, einen Halbleiter-Chip 2, Leitungen 3 und ein Haftelement 4. Ein Endabschnitt einer jeden Leitung 3 ist mit dem Haftelement 4 an dem im Gehäuse 1 untergebrachten Halbleiter-Chip 2 ange­ bracht. Der andere Endabschnitt einer jeden Leitung 3 liegt außerhalb des Gehäuses 1 und ist mit einem Schaltungssub­ strat 15 verbunden. Ein Problem der herkömmlichen Halblei­ tervorrichtung 9 besteht darin, daß sie nicht wirksam die durch den Halbleiter-Chip 2 erzeugte Wärme abführt. Die Lebensdauer der herkömmlichen Halbleitervorrichtung 9 ist daher verringert und die Zuverlässigkeit eines die Vorrich­ tung 9 verwendenden Produkts gesenkt.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche wirksam die durch einen Halbleiter-Chip erzeugte Wärme abstrahlt und damit die Probleme des Standes der Technik vermeidet bzw. vermindert.
Hierzu schafft die Erfindung eine Halbleitervorrichtung mit einem einen Halbleiter-Chip aufnehmenden Gehäuse und einer Anzahl von Verbindungsleitungen, die mit einem Ende mit einem Haftelement am Halbleiter-Chip angebracht sind und mit ihrem anderen Ende außerhalb des Gehäuses liegen und mit einem Schaltungssubstrat verbunden sind, wobei die Halblei­ tervorrichtung ferner wenigstens eine wärmeabführende Lei­ tung aufweist, deren eines Ende mit dem Haftelement am Halb­ leiter-Chip angebracht ist und deren anderes Ende außerhalb des Gehäuses liegt und vom Schaltungssubstrat getrennt ist. Außerdem weist die Halbleitervorrichtung einen wärmeabgeben­ den Körper auf, der in das Haftelement eingefügt ist.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen ist
Fig. 1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Halblei­ tervorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Halbleiter­ vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Halbleitervorrichtung mit Schnitt längs Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 eine Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Halbleitervorrichtung mit Schnitt längs Linie IV-IV der Fig. 2, und
Fig. 5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung.
Gemäß den Fig. 2 bis 4 enthält eine Halbleitervorrich­ tung 100 einen Halbleiter-Chip 20, der in einem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Anschlußleiter 30 sind jeweils mit einem Ende mit einem Haftelement 40, etwa einem Band, am Halblei­ ter-Chip 20 angebracht. Der andere Endabschnitt der einzel­ nen Anschlußleiter 30 liegt außerhalb des Gehäuses 10 und ist mit einem Schaltungssubstrat 15 verbunden.
Die Halbleitervorrichtung 100 enthält ferner eine An­ zahl von Wärmeabgabeleitern 60. Ein Endabschnitt, auf den als innerer Endabschnitt Bezug genommen wird, eines jeden Wärmeabgabeleiters 60 ist am Haftelement 40 angebracht, und der andere Endabschnitt, auf den als äußerer Endabschnitt Bezug genommen wird, eines jeden Wärmeabgabeleiters 60 liegt außerhalb des Gehäuses 10. Die äußeren Endabschnitte der Wärmeabgabeleiter 60 sind vorzugsweise so gebogen, daß sie die Oberseite des Gehäuses 10 eng berühren und vom Schal­ tungssubstrat 15 getrennt sind. Die äußeren Endabschnitte der Wärmeabgabeleiter 60, insbesondere in Flachausführung, besitzen also große Oberflächenbereiche, ohne daß sie viel Platz einnehmen. Ferner kann die Verbindung der Wärmeabgabe­ leiter 16 mit dem Haftelement 40 verbessert werden, wenn die inneren Endabschnitte der Wärmeabgabeleiter 60 miteinander verbunden sind.
Ein dünnplattiger Wärmeabgabekörper 50 ist in das Haft­ element 40 eingefügt. Der Wärmeabgabekörper 50 ist von den Anschlußleitern 30 elektrisch isoliert. Wie in Fig. 4 ge­ zeigt, ist bevorzugt, daß der Wärmeabgabekörper 50 an einem Abschnitt mit dem Wärmeabgabeleiter 60 verbunden ist. Der Wärmeabgabekörper 50 und die Wärmeabgabeleiter 60 sind vor­ zugsweise aus einem billigen und hochwärmeleitfähigen Mate­ rial, wie etwa Kupfer oder Aluminium, ausgebildet.
Bei der gegenständlichen Halbleitervorrichtung 100 wird der größte Teil der vom Halbleiter-Chip 20 erzeugten Wärme über den Wärmeabgabekörper 50 auf die Wärmeabgabeleiter 60 übertragen. Da ferner die äußeren Endabschnitte der Wärme­ abgabeleiter 60 außerhalb des Gehäuses 10 liegen, wird die auf die Wärmeabgabeleiter 60 übertragene Wärme über die äußeren Endabschnitte in die umgebende Luft abgestrahlt. Die Lebensdauer der Halbleitervorrichtung 100 läßt sich daher erhöhen und die Zuverlässigkeit eines die Halbleitervorrich­ tung 100 verwendenden Produkts verbessern. Die Halbleiter­ vorrichtung 100 gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist mit mehreren Wärmeabgabeleitern 60 versehen, um größere Wär­ meabgabeflächen zu erzielen. Die Aufgabe der Erfindung läßt sich jedoch auch lösen, indem nur ein Wärmeabgabeleiter 60 mit vergrößerter Oberfläche bei der Halbleitervorrichtung verwendet wird.
Eine abgewandelte Halbleitervorrichtung 101 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Halbleitervorrichtung 101 umfaßt ein einen Halbleiter-Chip 20 aufnehmendes Gehäuse 10 und eine Anzahl von Anschlußleitern 30. Die Anschlußleiter 30 sind jeweils mit einem Endabschnitt mittels eines Haftelements 40 am Halbleiter-Chip 20 angebracht, während die anderen Endab­ schnitte außerhalb des Gehäuses 10 liegen und mit einem Schaltungssubstrat 15 verbunden sind. Die Halbleitervorrich­ tung 101 enthält ferner eine Anzahl von Wärmeabgabeleitern 60. Die Wärmeabgabeleiter 60 sind jeweils mit einem Endab­ schnitt mittels des Haftelements 40 am Halbleiter-Chip 20 angebracht, während der andere Endabschnitt, auf den als äußerer Endabschnitt Bezug genommen wird, außerhalb des Gehäuses 10 liegt und vom Schaltungssubstrat 15 getrennt ist. Ein Wärmeabgabekörper 50 ist in das Haftelement 40 eingefügt und enthält einen Abschnitt, welcher mit den Wär­ meabgabeleitern 60 verbunden ist.
Die Halbleitervorrichtung 101 enthält ferner ein Wärme­ zerstreuungselement 70, welches mit den äußeren Endabschnit­ ten der Wärmeabgabeleiter 60 verbunden ist. Das Wärmezer­ streuungselement 70 ist vorzugsweise aus Kupfer oder Alumi­ nium gebildet. Die Wärmeaustauschfläche der Halbleitervor­ richtung 101 ist nach Maßgabe der Oberfläche des Wärmezer­ streuungselements 70 erhöht. Die Halbleitervorrichtung 101 kann also die vom Halbleiter-Chip 20 erzeugte Wärme wir­ kungsvoller abführen.

Claims (7)

1. Halbleitervorrichtung mit
einem einen Halbleiter-Chip (20) aufnehmenden Gehäuse (10)
einer Anzahl von Anschlußleitern (30), die jeweils mit einem Endabschnitt mit einem Haftelement (40) an dem Halb­ leiter-Chip (20) angebracht sind und mit dem anderen End­ abschnitt außerhalb des Gehäuses (10) liegen und an einem Schaltungssubstrat (15) angeschlossen sind, gekennzeichnet durch
wenigstens einen Wärmeabgabeleiter (60), der mit einem Endabschnitt mittels des Haftelements (40) am Halbleiter- Chip (20) angebracht ist und sich mit dem anderen Endab­ schnitt außerhalb des Gehäuses (10) befindet und vom Schal­ tungssubstrat (15) getrennt liegt, und
einen in das Haftelement (40) eingefügten Wärmeabgabe­ körper (50).
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wärmeabgabekörper (50) und der Wärme­ abgabeleiter (60) mit Kupfer oder Aluminium gebildet sind.
3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmeabgabeleiter (60) vorgesehen sind und die einen Endabschnitte der Wärmeabgabe­ leiter (60) miteinander verbunden und an dem Halbleiter-Chip (20) mittels des Haftelements (40) angebracht sind.
4. Halbleitervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Endab­ schnitt des wenigstens einen Wärmeabgabeleiters (60) in enge Berührung mit dem Gehäuse (10) gebogen ist.
5. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit dem äußeren Endabschnitt des wenigstens einen Wärmeabgabe­ leiters (60) verbundenes Wärmezerstreuungselement (70) auf­ weist.
6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wärmezerstreuungselement (70) Kupfer oder Aluminium enthält.
7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wärmeabgabekörper (50) mit dem wenig­ stens einen Wärmeabgabeelement (60) verbunden ist.
DE19620202A 1995-07-07 1996-05-20 Wärmeabführende Halbleitervorrichtung Withdrawn DE19620202A1 (de)

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