FR2665799A1 - Dispositif semi-conducteur encapsule a evacuation thermique amelioree. - Google Patents

Dispositif semi-conducteur encapsule a evacuation thermique amelioree. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif semi-conducteur. Selon l'invention, il comprend des conducteurs de puissance (8), des conducteurs de terre (7), des conducteurs de signaux (9), un élément semi-conducteur (1), un substrat isolant, des fils conducteurs (10) sur le substrat et reliés au conducteur de signaux, des fils en métal (5) pour relier les extrémités internes des conducteurs (10) aux électrodes et une résine pour sceller une partie des conducteurs de signaux et les autres organes afin de former le corps de module. L'invention s'applique notamment à l'industrie électronique.

Description

i La présente invention se rapporte à un dispositif semi-conducteur et, en
particulier, à un dispositif semi-conducteur moulé dans une résine qui est formé en scellant un élément semi-conducteur dans une résine. La figure 1 est une vue en plan d'un dispositif semi-conducteur conventionnel Sur le dessin, un élément semi-conducteur 1 a de nombreuses électrodes 2 à son pourtour et il est placé sur un plot 3 Des conducteurs
internes 4 sont prévus autour de l'élément semi-
conducteur 1 et ils sont respectivement connectés aux électrodes 2 de l'élément 1 par des fils en métal comme des fils 5 en Au Les organes tels que l'élément semi-conducteur 1, les conducteurs internes 4 et analogues sont scellés au moyen d'une résine, laissant libres les extrémités externes des conducteurs internes 4, pour former un corps de module 6 Sur la figure 5, la
résine n'est pas représentée.
Dans le dispositif semi-conducteur conventionnel configuré comme décrit ci-dessus, pendant le fonctionnement du dispositif semi- conducteur, de la chaleur est produite par l'élément semi-conducteur 1 et se diffuse vers l'extérieur de celui-ci par les
conducteurs internes 4 et le corps de module 6.
Dans un tel dispositif semi-conducteur, comme la taille du corps de module 6 augmente avec le nombre des fils internes 4, les fils internes 4 dans le corps de module 6 deviennent longs et minces Cela provoque des augmentations de l'inductance des conducteurs à la terre et des conducteurs de puissance et crée un problème par le fait qu'un bruit de commutation est produit pendant le fonctionnement à vitesse rapide, et qu'un mauvais
fonctionnement peut se produire.
De plus, si on augmente le nombre de plots, le pouvoir calorifique du dispositif semi-conducteur 1 augmente du fait de l'augmentation du degré d'intégration Cependant, comme une résine époxy ou analogue, qui forme le corps de module 6, a une faible conductivité thermique, la chaleur produite par l'élément semi-conducteur 1 est insuffisamment libérée vers l'extérieur du dispositif et ainsi reste à l'intérieur. Cela pose ainsi un problème par le fait que l'élément semi-conducteur utilisé ayant un fort pouvoir calorifique provoque un mauvais fonctionnement dû à une augmentation de la température de l'élément semi- conducteur 1 et ainsi il peut y avoir une détérioration de la fiabilité du
dispositif semi-conducteur.
Par ailleurs, quand le corps de module ayant une structure multicouche est fait d'une matière céramique ayant une conductivité thermique qui est supérieure à celle des résines, les propriétés de libération de la chaleur et les caractéristiques électriques du dispositif semi- conducteur formé peuvent être améliorées Cependant, cela pose un problème par le fait que le prix de production du dispositif semi- conducteur est accru du fait du prix élevé de la céramique. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus décrit et elle a pour objet d'obtenir un dispositif semi-conducteur à un faible prix, ayant d'excellentes caractéristiques électriques et de
bonnes propriétés de libération de la chaleur.
A cette fin, la présente invention offre un dispositif semi-conducteur comprenant: des conducteurs de puissance s'étendant largement dans un corps de module; des conducteurs de terre prévus adjacents aux conducteurs de puissance et s'étendant largement dans le corps de module; un certain nombre de conducteurs de signaux prévus dans le pourtour externe des conducteurs de puissance et des conducteurs de terre; un élément semi-conducteur disposé sur les conducteurs de terre et ayant un certain nombre d'électrodes; un substrat isolant prévu autour de l'élément semi-conducteur; un certain nombre de conducteurs prévu sur le substrat isolant et connectés aux conducteurs de signaux à ses extrémités externes; des fils en métal pour relier les extrémités internes des conducteurs et les électrodes et une résine de scellement pour le scellement d'une partie des conducteurs de signaux et des autres organes afin de
former un corps de module.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparattront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un dispositif semi-conducteur conventionnel; la figure 2 est une vue en plan d'un dispositif semi-conducteur selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue latérale en coupe du dispositif semi-conducteur montré à la figure 2; la figure 4 est une vue en perspective schématique montrant les conducteurs et le substrat isolant du dispositif semi-conducteur montré aux figures 2 et 3; et la figure 5 est une vue en perspective schématique montrant le conducteur de terre, les conducteurs de puissance et les conducteurs de signaux du
dispositif semi-conducteur montré aux figures 2 et 3.
La figure 2 est une vue en plan d'un dispositif semi-conducteur selon un mode de réalisation de la présente invention Sur le dessin, les chiffres de référence 1, 2, 5 et 6 sont les mêmes que ceux du dispositif semi-conducteur conventionnel Par exemple, un cadre de montage fait en cuivre comprend des conducteurs de terre 7, des conducteurs de puissance 8, des conducteurs de signaux 9 et des conducteurs 10 Le cadre de montage comprend deux couches de conducteurs La première couche comprend les conducteurs de terre 7 et les conducteurs de puissance 8 qui sont formés de façon à s'étendre largement dans le corps 6 du module et les conducteurs de signaux qui sont formés à l'extérieur des
conducteurs de terre 7 et des conducteurs de puissance 8.
La seconde couche comprend les conducteurs 10 qui sont formés sur le substrat isolant 11 prévu autour de
l'élément semi-conducteur 1.
Chacun des conducteurs de terre 7 et des conducteurs de puissance 8 est formé en s'élargissant dans le corps 6 afin de servir de radiateur Les conducteurs de signaux 9 sont formés en un grand nombre dans le pourtour externe des conducteurs de terre 7 et des conducteurs de puissance 8 et ils sont connectés aux électrodes 2 de l'élément semi- conducteur 1 par les conducteurs 10 et les fils 5 en Au Sur la figure 2, la
résine 6 a n'est pas représentée.
La figure 3 est une vue en coupe latérale du dispositif semi-conducteur montré à la figure 2 Le dessin montre l'état o un certain nombre de conducteurs sont formés sur le substrat isolant 11, par exemple,
comprenant une bande de polyimide.
La figure 4 est une vue en perspective schématique qui montre les conducteurs 10 et le substrat isolant 11 du dispositif semi-conducteur montré aux figures 2 et 3 La figure 5 est une vue en perspective schématique qui montre les conducteurs de terre 7, les conducteurs de puisssance 8 et les conducteurs de signaux 9 Sur les dessins, les extrémités externes des conducteurs 10 qui sont formés sur le substrat isolant 11 sont respectivement connectées aux conducteurs de signaux 9 L'élément semi-conducteur 1 est placé sur les conducteurs de terre 7 et les électrodes 2 de l'élément semi-conducteur 1 sont connectées aux extrémités internes des conducteurs 10 par les fils 5 en Au Comme le montre la figure 2, les éléments ci-dessus sont scellés au moyen de la résine 6 a, par exemple, une résine époxy, pour former le corps de module 6 d'o les conducteurs 9 sont
partiellement exposés vers l'extérieur.
Dans le dispositif semi-conducteur configuré comme décrit ci-dessus, la chaleur produite par l'élément semi-conducteur 1 pendant le fonctionnement du dispositif semi-conducteur est principalement transmise aux conducteurs 7 de terre et aux conducteurs de puissance 8, qui ont une excellente conductivité thermique, et ensuite efficacement vers l'extérieur du dispositif semi-conducteur Il est par conséquent possible d'utiliser un élément semi-conducteur 1 qui consomme beaucoup d'électricité, c'est-à-dire qui a un fort pouvoir calorifique De plus, comme les conducteurs 7 et les conducteurs 8 occupent une grande surface, il est possible de réduire l'inductance du système qui s'étend
de la source de puissance à la terre.
Comme décrit ci-dessus, la présente invention a des conducteurs de puissance et des conducteurs de terre qui s'étendent largement, et qui servent de radiateurs, prévus dans le corps du module, ce qui permet d'obtenir un dispositif semi-conducteur peu coûteux qui présente d'excellentes propriétés de libération de la chaleur et
d'excellentes caractéristiques électriques.

Claims (1)

  1. R E V E N D I C A T I O N
    Dispositif semi-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend: des conducteurs de puissance ( 8) s'étendant largement dans un corps de module, des conducteurs de terre ( 7) prévus adjacents auxdits conducteurs de puissance et s'étendant largement dans ledit corps de module, un certain nombre de conducteurs de signaux ( 9) prévus dans le pourtour externe des conducteurs de puissance et des conducteurs de terre, un élément semi-conducteur ( 1) disposé sur les conducteurs de terre et ayant un certain nombre d'électrodes, un substrat isolant prévu autour dudit élément semi-conducteur, un certain nombre de conducteurs ( 10) prévus sur ledit substrat isolant et reliés audit conducteur de signaux à leurs extrémités externes; des fils en métal ( 5) pour relier les extrémités internes desdits conducteurs et lesdites électrodes, et une résine pour le scellement d'une partie desdits conducteurs de signaux et des autres organes pour
    former ledit corps de module.
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