JPH0794669A - 半導体パッケ−ジモジュ−ル - Google Patents

半導体パッケ−ジモジュ−ル

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JPH0794669A
JPH0794669A JP5232973A JP23297393A JPH0794669A JP H0794669 A JPH0794669 A JP H0794669A JP 5232973 A JP5232973 A JP 5232973A JP 23297393 A JP23297393 A JP 23297393A JP H0794669 A JPH0794669 A JP H0794669A
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JP
Japan
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package
semiconductor
heat transfer
semiconductor device
semiconductor element
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JP5232973A
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Tadahito Abe
忠人 阿部
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】放熱特性に優れるとともに実装効率の高い垂直
実装型の半導体パッケ−ジモジュ−ルを提供することに
ある。 【構成】少なくとも一対の垂直実装型半導体装置22か
らなり、半導体装置22は、半導体素子5と、この半導
体素子5を封止したパッケ−ジ3と、一端が上記半導体
素子に電気的に接続され他端がパッケ−ジ3の下面4か
ら露出したリ−ド2とを備えた半導体パッケ−ジモジュ
−ル21において、各半導体素子22を電気的に絶縁し
て支持する金属板6と、少なくとも一対の半導体装置2
2間に介設され少なくとも一方の金属板6に連設された
伝熱板23と、パッケ−ジ3の上面24に露出するとも
に伝熱板23に連設された放熱フィン26とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、実装基板に垂
直実装される半導体パッケ−ジモジュ−ルに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図7及び図8に示すような垂直
実装型の半導体装置1が知られている。この半導体装置
1は、直立を可能にするために、L字状に折曲された多
数のリ−ド2がパッケ−ジ3の一辺(下面)4に集めら
れている。このような垂直実装型の半導体装置1には、
例えばSOP(Small Outline Package) やQFP(Quad
Flat Package) 等のような水平実装型のものに比べて、
実装基板における占有面積が少なく、実装効率を向上で
きるという利点がある。
【0003】樹脂製のパッケ−ジ3の中には半導体素子
5が封止されており、半導体素子5は金属板6に接合さ
れている。半導体素子5とリ−ド2はボンディングワイ
ヤ7によって結線されている。金属板6は銅等の材質か
らなるもので、半導体素子5が装着された側に対して反
対の側の板面がパッケ−ジ3から露出している。そし
て、半導体素子5に発生した熱は金属板6に伝わり、金
属板6からパッケ−ジ3の外へ放出される。なお、金属
板6にヒ−トシンクを接合したタイプの半導体装置も在
る。
【0004】また、図9に示すようなLCC(Leadless
Chip Carrier) タイプの半導体装置11も開発されてい
る。このタイプの半導体パッケ−ジ11には、半導体素
子12、メタライズ電極13、セラミック製のパッケ−
ジ14、蓋15、及び、ボンディングワイヤ16が備え
られている。半導体素子12は、ボンディングワイヤ1
6を介して、メタライズ電極13に結線されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図7及び図
8に示すような半導体装置1においては、半導体素子4
に発生した熱は金属板5から大気中へ逃がされる。この
ため、複数の半導体装置1を隣接させて実装する場合に
は、十分な放熱性を確保するために、半導体装置間に隙
間を確保する必要がある。したがって、複数の垂直実装
型の半導体装置1を隣接させて実装する場合には、実装
効率が制限される。
【0006】また、例えば、垂直実装型の半導体装置1
を温風リフロ−で実装する場合などに、半導体装置1が
横風を受けて転倒することがある。本発明の目的とする
ところは、放熱特性に優れるとともに実装効率の高い垂
直実装型の半導体パッケ−ジモジュ−ルを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、少なくとも一対の垂直実装型半
導体装置からなり、半導体装置は、半導体素子と、この
半導体素子を封止したパッケ−ジと、一端が上記半導体
素子に電気的に接続され他端がパッケ−ジの実装側端部
から露出した端子とを備えた半導体パッケ−ジモジュ−
ルにおいて、各半導体素子を電気的に絶縁して支持する
第1の金属部材と、少なくとも一対の半導体装置間に介
設され少なくとも一方の第1の金属部材に連設された第
2の金属部材と、パッケ−ジの実装側に対して反対側に
露出するともに第2の金属部材に連設された放熱フィン
とを設けたことにある。こうすることによって本発明
は、放熱特性を損なうことなく実装効率を向上できるよ
うにしたことにある。
【0008】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図1〜図6に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。
【0009】図1及び図2は本発明の第1実施例を示す
もので、図中の符号21は垂直実装型の半導体パッケ−
ジモジュ−ル(以下、モジュ−ルと称する)である。こ
のモジュ−ル21は二つの半導体装置22により構成さ
れている。各半導体装置22には、半導体素子5、第1
の金属部材としての金属板6、多数のリ−ド2、及び、
パッケ−ジ3が備えられている。
【0010】半導体素子5は、金属板6の一方の板面
に、熱伝達及び電気絶縁が可能なように接合されてい
る。また、リ−ド2の一端は、ボンディングワイヤ7に
よって半導体素子5に結線されている。パッケ−ジ3の
材質は合成樹脂であり、このパッケ−ジ3は半導体素子
5、金属板6、リ−ド2の基端部、及び、ボンディング
ワイヤ7を封止している。リ−ド2の先端側はパッケ−
ジ3の下面4から突出しており、この突出した部分がL
字状に折り曲げられている。また、金属板6の、半導体
素子が接合された側に対して反対側の板面はパッケ−ジ
3から面一で露出している。
【0011】両半導体装置22の間には第2の金属部材
として伝熱板23が挟まれている。この伝熱板23の両
板面は略平坦に加工されており、各パッケ−ジ3、3は
伝熱板23の各板面に接合されている。また、各金属板
6も伝熱板23に接合されている。つまり、伝熱板23
は二つの半導体素子5、5を背中合せに支持している。
そして、伝熱板23とリ−ド2との間はパッケ−ジ3の
封止樹脂によって絶縁されている。
【0012】なお、伝熱板23の材質として充分に高い
熱伝導率を有する金属が採用されている。また、伝熱板
23と金属板6との接合には、充分な熱伝導性を有する
接着剤が使用されている。
【0013】モジュ−ル21の上面24と側面25、2
5(一方のみ図示)には放熱フィン26、27が装着さ
れている。さらに、モジュ−ル21の上面24と側面2
5には伝熱板23の端面が露出しており、放熱フィン2
6、27は伝熱板23に接触している。
【0014】各半導体素子5に発生した熱は、金属板6
を介して伝熱板23に伝わる。そして、この熱は、伝熱
板23から放熱フィン26、27に伝わり、放熱フィン
26、27から大気中へ放出される。
【0015】上述のようなモジュ−ル21においては、
複数の半導体装置22、22が伝熱板23を挟んで隣接
しており、半導体素子5、5に生じた熱は、金属板6、
6から伝熱板23に伝わり、放熱フィン26、27から
放出される。したがって、半導体装置22、22間に放
熱用の隙間を確保することなく放熱を行うことができ
る。そして、放熱特性を損なうことなく半導体装置2
2、22を密集させることができる。この結果、実装効
率が向上する。
【0016】また、一対の半導体装置22を並べること
により、モジュ−ル21と実装基板との接触面積が増
す。さらに、縦横比が変化し、一つの半導体装置に比べ
て横の比率が高まるので、エアブロ−を受けた際に転倒
しにくくなる。
【0017】なお、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種
々に変形することが可能である。例えば、伝熱板23の
材質は、金属等のように高い熱伝導性を有する材質であ
れば、放熱性に多少の差があっても、いずれの材質の場
合でも略同様の効果が得られる。
【0018】さらに、放熱フィン26、27が、例えば
各半導体装置22毎に分離されていてもよい。また、半
導体素子5の種類は同じであっても、異なっていてもよ
い。
【0019】また、本実施例では面実装型の半導体装置
22が用いられているが、例えば、挿入実装型の半導体
装置を用いることも可能である。さらに、本実施例では
一対の半導体装置22が積層されているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、図3或いは図4
に示すように、三つ以上の半導体装置22を積層する場
合にも適用可能である。
【0020】つぎに、本発明の第2実施例を図3及び図
4に基づいて説明する。なお、従来の技術の項で説明し
たものと重複するものについては同一番号を付し、その
説明は省略する。
【0021】図3及び図4は本発明の第2実施例を示す
もので、図中の符号31は垂直実装型の半導体パッケ−
ジモジュ−ル(以下、モジュ−ルと称する)である。こ
のモジュ−ル31は三つの半導体装置32により構成さ
れている。各半導体装置32はLCC(Leadless Chip C
arrier) タイプのもので、半導体素子12、第1の金属
部材としての金属板33、多数のメタライズ電極34、
セラミック製のパッケ−ジ35、及び、金属製の蓋15
が備えられている。
【0022】パッケ−ジ35の外形は直方体状である。
さらに、パッケ−ジ35の中央部には半導体素子収納用
の空間36が形成されており、この空間36はパッケ−
ジ35を厚さ方向に貫通している。空間36には半導体
素子12と金属板33が収容されており、半導体素子1
2は金属板33の一方の板面に熱伝達及び電気絶縁がが
可能なように接合されている。さらに、金属板33はパ
ッケ−ジ35に形成された段差に係合している。
【0023】各メタライズ電極34の一端部はパッケ−
ジ35の下面37に形成されている。さらに、メタライ
ズ電極34はL字状に延びており、その他端部は空間3
6内に露出している。そして、空間36の中において、
各メタライズ電極34はボンディングワイヤ38によっ
て半導体素子12に結線されている。なお、メタライズ
電極34と金属板33は絶縁体39によって電気的に絶
縁されている。また、メタライズ電極34は、パッケ−
ジ35に被覆されていても、或いは、埋め込まれていて
もよい。
【0024】蓋15はパッケ−ジ35に形成された段差
に係合しており、パッケ−ジ35に面一で取付けられて
いる。そして、蓋15は、空間36の一方の開口部を塞
いでいる。なお、空間36の他方の開口部は、金属板3
3と絶縁体39とによって塞がれている。
【0025】各半導体装置32には、第2の金属部材と
しての伝熱板40が備えられている。この伝熱板40の
両板面は略平坦に加工されており、一方の板面には金属
板33及びパッケ−ジ35が接合されている。また、伝
熱板40の他方の板面には、隣(図3では右隣)の半導
体装置32の蓋15及びパッケ−ジ35が接合されてい
る。さらに、伝熱板40とメタライズ電極34の間は絶
縁体39によって電気的に絶縁されている。
【0026】なお、伝熱板40の材質として充分に高い
熱伝導率を有する金属が採用されている。また、伝熱板
40と金属板33との接合には、充分な熱伝導性を有す
る接着剤が使用されている。
【0027】モジュ−ル31の上面41と側面42、4
2(一方のみ図示)には放熱フィン43、44が装着さ
れている。さらに、モジュ−ル31の上面41と側面4
2には伝熱板40の端面が露出しており、放熱フィン4
3、44は伝熱板40に接触している。
【0028】各半導体素子12に発生した熱は、金属板
33を介して伝熱板40に伝わる。そして、この熱は、
伝熱板40から放熱フィン43、44に伝わり、放熱フ
ィン43、44から大気中へ放出される。
【0029】上述のようなモジュ−ル31によっても、
第1実施例と同様に、放熱特性を損なうことなく半導体
装置32を密集させることができ、実装効率が向上す
る。さらに、半導体装置32を並べることにより、モジ
ュ−ル31と実装基板との接触面積が増す。この結果、
エアブロ−を受けた際に転倒しにくくなる。
【0030】また、本実施例では、モジュ−ル31の一
端側(図3では右側)に伝熱板40の板面が露出してい
るので、伝熱板40から直接大気中に放熱でき、より高
い放熱効果が得られる。
【0031】なお、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種
々に変形することが可能である。例えば、放熱フィン4
3、44が半導体装置32毎に分離されていてもよい。
また、半導体素子12の種類が全て同じであっても、ま
た、互いに異なっていてもよい。
【0032】さらに、本実施例では三つの半導体装置3
2が積層されているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、二つ、或いは、四つ以上の半導体装
置32を積層しても、同様の効果が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、少なくと
も一対の垂直実装型半導体装置からなり、半導体装置
は、半導体素子と、この半導体素子を封止したパッケ−
ジと、一端が上記半導体素子に電気的に接続され他端が
パッケ−ジの実装側端部から露出した端子とを備えた半
導体パッケ−ジモジュ−ルにおいて、各半導体素子を電
気的に絶縁して支持する第1の金属部材と、少なくとも
一対の半導体装置間に介設され少なくとも一方の第1の
金属部材に連設された第2の金属部材と、パッケ−ジの
実装側に対して反対側に露出するともに第2の金属部材
に連設された放熱フィンとを設けたものである。したが
って本発明は、放熱特性を損なうことなく実装効率を向
上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の半導体パッケ−ジモジュ
−ルを示す縦断側面図。
【図2】本発明の第1実施例の半導体パッケ−ジモジュ
−ルの一部を示す正面図。
【図3】変形例を示す縦断側面図。
【図4】他の変形例を示す縦断側面図。
【図5】本発明の第2実施例の半導体パッケ−ジモジュ
−ルを示す縦断側面図。
【図6】本発明の第2実施例の半導体パッケ−ジモジュ
−ルの一部を示す正面図。
【図7】一般の垂直実装型半導体パッケ−ジを示す縦断
側面図。
【図8】一般の垂直実装型半導体パッケ−ジを示すもの
で、(a)は一部を省略した正面図、(b)は側面図。
【図9】一般のLCCを示す断面図。
【符号の説明】
2…リ−ド(端子)、3…パッケ−ジ、4…パッケ−ジ
の下面(実装側端部)、5…半導体素子、6…金属板
(第1の金属部材)、21…半導体パッケ−ジモジュ−
ル、22…半導体装置、23…伝熱板(第2の金属部
材)、24…パッケ−ジの上面、25…パッケ−ジの側
面、26、27…放熱フィン、12…半導体素子、31
…半導体パッケ−ジモジュ−ル、32…半導体装置、3
3…金属板(第1の金属部材)、34…メタライズ電極
(端子)、35…パッケ−ジ、37…パッケ−ジの下面
(実装側端部)、40…伝熱板(第2の金属部材)、4
1…パッケ−ジの上面、42…パッケ−ジの側面、4
3、44…放熱フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 25/11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一対の垂直実装型半導体装置
    からなり、上記半導体装置は、半導体素子と、この半導
    体素子を封止したパッケ−ジと、一端が上記半導体素子
    に電気的に接続され他端が上記パッケ−ジの実装側端部
    から露出した端子とを備えた半導体パッケ−ジモジュ−
    ルにおいて、上記各半導体素子を電気的に絶縁して支持
    する第1の金属部材と、少なくとも一対の上記半導体装
    置間に介設され少なくとも一方の上記第1の金属部材に
    連設された第2の金属部材と、上記パッケ−ジの実装側
    に対して反対側に露出するともに上記第2の金属部材に
    連設された放熱フィンとを設けたことを特徴とする半導
    体パッケ−ジモジュ−ル。
  2. 【請求項2】 一対の第1の金属部材が一枚の第2の金
    属部材に背中合せに連設されていることを特徴とする上
    記請求項1記載の半導体パッケ−ジモジュ−ル。
  3. 【請求項3】 放熱フィンがパッケ−ジの上面と側面に
    設けられていることを特徴とする上記請求項1記載の半
    導体パッケ−ジモジュ−ル。
  4. 【請求項4】 端子はリ−ド又はメタライズ電極である
    ことを特徴とする上記請求項1記載の半導体パッケ−ジ
    モジュ−ル。
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