JPH0883880A - 温度センサ付き半導体パッケージ - Google Patents
温度センサ付き半導体パッケージInfo
- Publication number
- JPH0883880A JPH0883880A JP24242994A JP24242994A JPH0883880A JP H0883880 A JPH0883880 A JP H0883880A JP 24242994 A JP24242994 A JP 24242994A JP 24242994 A JP24242994 A JP 24242994A JP H0883880 A JPH0883880 A JP H0883880A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- temperature sensor
- semiconductor chip
- semiconductor
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体の温度を直接検出することにより、正
確で応答性のよい温度補償を実現する。 【構成】 温度計測用センサとして用いられるタングス
テン、モリブデン・マンガンなどの金属導体を数オーム
から数百オームの抵抗を持つように細く長い渦巻き状あ
るいはジグザク状のパターンに形成して、モニタしよう
とする半導体チップの真下、またはモニタしようとする
半導体パッケージの全面に温度センサとして配置した半
導体パッケージにおいて、この温度センサの両極を前記
半導体パッケージの温度補償回路に接続することによ
り、半導体の温度変化が直接検出できるようになり、正
確で応答性のよい温度補償が実現できる。
確で応答性のよい温度補償を実現する。 【構成】 温度計測用センサとして用いられるタングス
テン、モリブデン・マンガンなどの金属導体を数オーム
から数百オームの抵抗を持つように細く長い渦巻き状あ
るいはジグザク状のパターンに形成して、モニタしよう
とする半導体チップの真下、またはモニタしようとする
半導体パッケージの全面に温度センサとして配置した半
導体パッケージにおいて、この温度センサの両極を前記
半導体パッケージの温度補償回路に接続することによ
り、半導体の温度変化が直接検出できるようになり、正
確で応答性のよい温度補償が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タングステン、モリ
ブデン・マンガン導体などを温度センサとして用いた半
導体の温度補償に関するものである。
ブデン・マンガン導体などを温度センサとして用いた半
導体の温度補償に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体などは、その温度をある一定の温
度以下に維持しなければ信頼性上の問題が生じるので温
度補償を行うことが重要である。一般的には、設計段階
でパッケージから内部半導体素子までの熱抵抗を計算し
て放熱設計をし、温度補償を行う方法が採用されてい
る。また、クリティカルな設計を要求される製品または
高電力回路などで熱暴走を阻止する保護回路などでは、
サーミスタやトランジスタを温度センサとしてパッケー
ジ内の基板上の発熱体である半導体の周辺に実装して温
度を測定し、温度補償を行う方法が採用されている。
度以下に維持しなければ信頼性上の問題が生じるので温
度補償を行うことが重要である。一般的には、設計段階
でパッケージから内部半導体素子までの熱抵抗を計算し
て放熱設計をし、温度補償を行う方法が採用されてい
る。また、クリティカルな設計を要求される製品または
高電力回路などで熱暴走を阻止する保護回路などでは、
サーミスタやトランジスタを温度センサとしてパッケー
ジ内の基板上の発熱体である半導体の周辺に実装して温
度を測定し、温度補償を行う方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では次のよ
うな問題点があった。 （１）熱抵抗を計算し、放熱設計して温度補償する方法
では、動作上の最高温度でも半導体が安定して動作する
ようにするものであるため一定温度に定常的に保つのは
困難であるという問題があった。 （２）サーミスタやトランジスタを温度センサとしてパ
ッケージ内の基板上の発熱体である半導体の周辺に実装
する方法では、実際の発熱体である半導体から離れた位
置に配置されるために正確に発熱体である半導体の温度
変化を検出できなかった。そのために温度補償の応答が
遅れる傾向にあるという問題があった。本発明は上記課
題を解決するためになされたもので、半導体そのもの、
または半導体パッケージの温度を直接測定することによ
り、正確な温度をもとに半導体の温度補償を実現しよう
とするものである。
うな問題点があった。 （１）熱抵抗を計算し、放熱設計して温度補償する方法
では、動作上の最高温度でも半導体が安定して動作する
ようにするものであるため一定温度に定常的に保つのは
困難であるという問題があった。 （２）サーミスタやトランジスタを温度センサとしてパ
ッケージ内の基板上の発熱体である半導体の周辺に実装
する方法では、実際の発熱体である半導体から離れた位
置に配置されるために正確に発熱体である半導体の温度
変化を検出できなかった。そのために温度補償の応答が
遅れる傾向にあるという問題があった。本発明は上記課
題を解決するためになされたもので、半導体そのもの、
または半導体パッケージの温度を直接測定することによ
り、正確な温度をもとに半導体の温度補償を実現しよう
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 半導体チップを半導体チップ実装ボンディング層上に
実装してなる半導体パッケージにおいて、高抵抗値を有
する金属導体を所要形状に配線してなる温度センサを有
する温度センサ層を前記半導体チップ実装ボンディング
層下面に備え、前記温度センサの両極を半導体パッケー
ジ外部に設けた温度補償回路に接続し、前記半導体チッ
プの温度変化を検出して該半導体チップの温度補償をす
ることを特徴とする温度センサ付き半導体パッケージ。
実装してなる半導体パッケージにおいて、高抵抗値を有
する金属導体を所要形状に配線してなる温度センサを有
する温度センサ層を前記半導体チップ実装ボンディング
層下面に備え、前記温度センサの両極を半導体パッケー
ジ外部に設けた温度補償回路に接続し、前記半導体チッ
プの温度変化を検出して該半導体チップの温度補償をす
ることを特徴とする温度センサ付き半導体パッケージ。
【０００５】前記温度センサは、前記半導体チップの
略真下領域のみに設けられたことを特徴とする請求項１
記載の温度センサ付き半導体パッケージ。
略真下領域のみに設けられたことを特徴とする請求項１
記載の温度センサ付き半導体パッケージ。
【０００６】前記温度センサは、前記半導体チップ実
装ボンディング層の略全域下に設けられたことを特徴と
する請求項１記載の温度センサ付き半導体パッケージ。
装ボンディング層の略全域下に設けられたことを特徴と
する請求項１記載の温度センサ付き半導体パッケージ。
【０００７】
【作用】半導体で発生した熱は、半導体チップ実装ボン
ディング層から配線パターン層を経由して温度センサ層
に伝導され、高抵抗値を有する金属導体を所要形状に配
線してなる温度センサに伝導される。その結果前記温度
センサの抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を温度補
償回路部で検出して温度補償がなされる。
ディング層から配線パターン層を経由して温度センサ層
に伝導され、高抵抗値を有する金属導体を所要形状に配
線してなる温度センサに伝導される。その結果前記温度
センサの抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を温度補
償回路部で検出して温度補償がなされる。
【０００８】
【実施例１】本発明の実施例１（パッケージ温度モニタ
用として使用する場合）を、図１〜図２に基づいて詳細
に説明する。図１は概略断面図、図２はパッケージ各層
の概略斜視図である。
用として使用する場合）を、図１〜図２に基づいて詳細
に説明する。図１は概略断面図、図２はパッケージ各層
の概略斜視図である。
【０００９】通常、セラミックパッケージ１０の電気的
接続関連部は銅、金、タングステン等の厚膜ペーストを
用いて形成された図２（Ａ）のチップ実装ボンディング
層４及び図２（Ｂ）の配線パターン層５から構成されて
いる。本発明においては、これら２層のほかに第３層と
して図２（Ｃ）に示すような温度センサ層６を加えて積
層しヘッダ（基板）７を構成する。図中１は、温度セン
サで、タングステン、モリブデン・マンガン導体などを
数オームから数百オームの抵抗を持つように細く長い渦
巻き状またはジグザグ状のパターンに形成したものであ
る。２は、電気的配線パターン、３はチップ実装ボンデ
ィング層４のボンディング領域８に実装された半導体チ
ップであり、半導体チップ３とチップ実装ボンディング
層４の配線パターン２は金線またはアルミ線９を用いた
ワイヤボンディングによって接続されている。温度セン
サ１の両端に形成されている電極（図示せず）にはリー
ド線（図示せず）が接続されており、このリード線はセ
ラミックパッケージ７の温度補償回路に接続されてい
る。なお、１１はキャップ、１２は入出力リードであ
る。
接続関連部は銅、金、タングステン等の厚膜ペーストを
用いて形成された図２（Ａ）のチップ実装ボンディング
層４及び図２（Ｂ）の配線パターン層５から構成されて
いる。本発明においては、これら２層のほかに第３層と
して図２（Ｃ）に示すような温度センサ層６を加えて積
層しヘッダ（基板）７を構成する。図中１は、温度セン
サで、タングステン、モリブデン・マンガン導体などを
数オームから数百オームの抵抗を持つように細く長い渦
巻き状またはジグザグ状のパターンに形成したものであ
る。２は、電気的配線パターン、３はチップ実装ボンデ
ィング層４のボンディング領域８に実装された半導体チ
ップであり、半導体チップ３とチップ実装ボンディング
層４の配線パターン２は金線またはアルミ線９を用いた
ワイヤボンディングによって接続されている。温度セン
サ１の両端に形成されている電極（図示せず）にはリー
ド線（図示せず）が接続されており、このリード線はセ
ラミックパッケージ７の温度補償回路に接続されてい
る。なお、１１はキャップ、１２は入出力リードであ
る。
【００１０】半導体チップ３からの熱はチップ実装ボン
ディング層４から配線パターン層５を介して温度センサ
１に伝達されて温度センサ１の温度が変化するように構
成されているので、半導体チップ３の温度変化は直ちに
温度センサ１に伝達される。
ディング層４から配線パターン層５を介して温度センサ
１に伝達されて温度センサ１の温度が変化するように構
成されているので、半導体チップ３の温度変化は直ちに
温度センサ１に伝達される。
【００１１】このように構成されているので、半導体チ
ップ３で発生した熱が温度センサ１に伝達されると、温
度センサ１自身の温度が変化する。そのため、温度セン
サ１の導体の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を温
度補償回路で検出してヘッダ７に実装された半導体チッ
プ３の温度補償がなされる。
ップ３で発生した熱が温度センサ１に伝達されると、温
度センサ１自身の温度が変化する。そのため、温度セン
サ１の導体の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を温
度補償回路で検出してヘッダ７に実装された半導体チッ
プ３の温度補償がなされる。
【００１２】
【実施例２】本発明の実施例２（半導体チップ温度モニ
タ用として使用する場合）を、図３〜図４に基づいて詳
細に説明する。図３は要部斜視図、図４は積層基板の要
部斜視図である。図４の（Ａ）はチップ実装ボンディン
グ層である上層１３、図４の（Ｂ）はパターン層である
下層１４である。
タ用として使用する場合）を、図３〜図４に基づいて詳
細に説明する。図３は要部斜視図、図４は積層基板の要
部斜視図である。図４の（Ａ）はチップ実装ボンディン
グ層である上層１３、図４の（Ｂ）はパターン層である
下層１４である。
【００１３】図中２１は温度モニタ対象半導体チップ、
２２は半導体チップ２１の真下の位置に電気的に絶縁す
るために下層２４上に実施例１で説明したようにして形
成された温度センサである。実施例１と同様に、温度セ
ンサ２２の両端に形成されている電極（図示せず）には
リード線（図示せず）が接続されており、このリード線
は温度補償回路に接続されている。
２２は半導体チップ２１の真下の位置に電気的に絶縁す
るために下層２４上に実施例１で説明したようにして形
成された温度センサである。実施例１と同様に、温度セ
ンサ２２の両端に形成されている電極（図示せず）には
リード線（図示せず）が接続されており、このリード線
は温度補償回路に接続されている。
【００１４】半導体チップ２１からの熱はチップ実装ボ
ンディング層である上層１３から下層１４の配線パター
ン層の温度センサ２２に伝達されて温度センサ２２の温
度が変化するように構成されており、半導体チップ２１
の温度変化は直ちに温度センサ２２に伝達される。
ンディング層である上層１３から下層１４の配線パター
ン層の温度センサ２２に伝達されて温度センサ２２の温
度が変化するように構成されており、半導体チップ２１
の温度変化は直ちに温度センサ２２に伝達される。
【００１５】このように構成されているので、半導体チ
ップ２１で発生した熱が温度センサ２２に伝達される
と、温度センサ２２自身の温度が変化する。そのため、
温度センサ２２の導体の抵抗値が変化する。この抵抗値
の変化を温度補償回路で検出して半導体チップ２１の温
度補償がなされる。
ップ２１で発生した熱が温度センサ２２に伝達される
と、温度センサ２２自身の温度が変化する。そのため、
温度センサ２２の導体の抵抗値が変化する。この抵抗値
の変化を温度補償回路で検出して半導体チップ２１の温
度補償がなされる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は、温度計測用センサとして用
いられるタングステン、モリブデン・マンガンなどの金
属導体を数オームから数百オームの抵抗を持つように細
く長い渦巻き状あるいはジグザク状のパターンに形成
し、モニタしようとする半導体チップの真下、またはモ
ニタしようとする半導体パッケージの全面に温度センサ
として配置し、この温度センサの両極を前記半導体パッ
ケージの温度補償回路に接続し、温度変化が直接温度セ
ンサに伝達されるようにしたため、半導体の温度変化を
温度センサで直接感知して温度補償ができるから、正確
で応答速度の速い温度補償が得られる。
いられるタングステン、モリブデン・マンガンなどの金
属導体を数オームから数百オームの抵抗を持つように細
く長い渦巻き状あるいはジグザク状のパターンに形成
し、モニタしようとする半導体チップの真下、またはモ
ニタしようとする半導体パッケージの全面に温度センサ
として配置し、この温度センサの両極を前記半導体パッ
ケージの温度補償回路に接続し、温度変化が直接温度セ
ンサに伝達されるようにしたため、半導体の温度変化を
温度センサで直接感知して温度補償ができるから、正確
で応答速度の速い温度補償が得られる。
【図１】本発明の実施例１の概略断面図である。
【図２】図１のパッケージの各層の概略斜視図である。
【図３】本発明の実施例２の要部斜視図である。
【図４】図３の積層基板の要部斜視図である。
１ 温度センサ ２ 配線パターン ３ 半導体チップ ４ チップ実装ボンディング層 ５ 配線パターン層 ６ 温度センサ層 ７ ヘッダ １０ セラミックパッケージ ２１ 温度制御対象半導体チップ ２２ 温度センサ ２３ 上層（チップ実装ボンディング層） ２４ 下層（配線パターン層）
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体チップを半導体チップ実装ボンデ
ィング層上に実装してなる半導体パッケージにおいて、 高抵抗値を有する金属導体を所要形状に配線してなる温
度センサを有する温度センサ層を前記半導体チップ実装
ボンディング層下面に備え、前記温度センサの両極を半
導体パッケージ外部に設けた温度補償回路に接続し、前
記半導体チップの温度変化を検出して該半導体チップの
温度補償をすることを特徴とする温度センサ付き半導体
パッケージ。 - 【請求項２】 前記温度センサは、前記半導体チップの
略真下領域のみに設けられたことを特徴とする請求項１
記載の温度センサ付き半導体パッケージ。 - 【請求項３】 前記温度センサは、前記半導体チップ実
装ボンディング層の略全域下に設けられたことを特徴と
する請求項１記載の温度センサ付き半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24242994A JPH0883880A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 温度センサ付き半導体パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24242994A JPH0883880A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 温度センサ付き半導体パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883880A true JPH0883880A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=17088975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24242994A Pending JPH0883880A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 温度センサ付き半導体パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0883880A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10225602A1 (de) * | 2002-06-07 | 2004-01-08 | Heraeus Sensor-Nite Gmbh | Halbleiterbauelement mit integrierter Schaltung, Kühlkörper und Temperatursensor |
| KR101505551B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2015-03-25 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 온도 감지소자가 장착된 반도체 파워 모듈 패키지 및 그제조방법 |
| US9191015B2 (en) | 2013-01-21 | 2015-11-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Temperature controlled oscillator and temperature sensor including the same |
| US9666503B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-05-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package and electronic system including the same |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP24242994A patent/JPH0883880A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10225602A1 (de) * | 2002-06-07 | 2004-01-08 | Heraeus Sensor-Nite Gmbh | Halbleiterbauelement mit integrierter Schaltung, Kühlkörper und Temperatursensor |
| US6787870B2 (en) | 2002-06-07 | 2004-09-07 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | Semiconductor component with integrated circuit, cooling body, and temperature sensor |
| KR101505551B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2015-03-25 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 온도 감지소자가 장착된 반도체 파워 모듈 패키지 및 그제조방법 |
| US9191015B2 (en) | 2013-01-21 | 2015-11-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Temperature controlled oscillator and temperature sensor including the same |
| US9666503B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-05-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package and electronic system including the same |
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