JPH0917944A - Semiconductor device and hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device and hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor deviceInfo
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- JPH0917944A JPH0917944A JP7165972A JP16597295A JPH0917944A JP H0917944 A JPH0917944 A JP H0917944A JP 7165972 A JP7165972 A JP 7165972A JP 16597295 A JP16597295 A JP 16597295A JP H0917944 A JPH0917944 A JP H0917944A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力制御機器装置に用いられる半導体装置お
よび混成集積回路装置を小型化し、熱特性を安定化させ
る。
【構成】 NPNパワートランジスタQ1とNPNパワ
ートランジスタQ2のチップのエミッタとベースが逆に
なるよう回転させ隣接形成する。複合NPNパワートラ
ンジスタチップ11に電力供給され動作すると発熱し、熱
分布状態を(b),(c),(d)に示す。NPNパワートラン
ジスタQ1,Q2は180度回転して隣接形成されるた
め、中心部の熱分布は(d)のように均一化され片側に熱
集中せず動作する。複合NPNパワートランジスタチッ
プ11の安定的動作を確保でき、複合化しても熱集中を起
こしにくい半導体装置を構成できる。NPNパワートラ
ンジスタQ1,Q2を1つのチップとした半導体装置に
より放熱用ヒートシンクを減らし混成集積回路装置の実
装面積を小さくできる。
(57) [Abstract] [Purpose] To miniaturize a semiconductor device and a hybrid integrated circuit device used for a power control device, and to stabilize thermal characteristics. [Structure] Chips of NPN power transistor Q1 and NPN power transistor Q2 are rotated so that their emitters and bases are opposite to each other, and are formed adjacent to each other. When power is supplied to the composite NPN power transistor chip 11 to operate, heat is generated, and heat distribution states are shown in (b), (c), and (d). Since the NPN power transistors Q1 and Q2 are formed adjacent to each other by rotating 180 degrees, the heat distribution at the center is made uniform as shown in (d), and the heat is not concentrated on one side to operate. A stable operation of the composite NPN power transistor chip 11 can be ensured, and a semiconductor device in which heat concentration is unlikely to occur even when composited can be configured. The semiconductor device having the NPN power transistors Q1 and Q2 as one chip can reduce the heat sink for heat radiation and reduce the mounting area of the hybrid integrated circuit device.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、パワートランジスタを
形成する半導体装置およびそれを組み込んだ混成集積回
路装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device forming a power transistor and a hybrid integrated circuit device incorporating the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電力制御機器装置は、パワートラ
ンジスタを形成する半導体装置や、パワートランジスタ
を形成するパワーブロックと、そのパワーブロックを制
御する回路からなる制御ブロックとを内蔵した混成集積
回路装置を組み入れて構成している。2. Description of the Related Art In recent years, a power control equipment device is a hybrid integrated circuit device including a semiconductor device forming a power transistor, a power block forming the power transistor, and a control block including a circuit for controlling the power block. It is configured by incorporating.
【0003】以下に図面を参照しながら、従来のこの種
の半導体装置を用いた混成集積回路装置の一例について
説明する。図8は従来のオーディオ用パワーアンプの混
成集積回路装置を簡略化した内部回路図を示すものであ
る。図8において、Q1,Q2はNPNパワートランジ
スタ、Q3,Q4はPNPパワートランジスタ、IC
1,IC2は入力電圧を増幅するIC、R1,R2は負
荷であるスピーカである。An example of a conventional hybrid integrated circuit device using this type of semiconductor device will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a simplified internal circuit diagram of a conventional hybrid integrated circuit device for audio power amplifiers. In FIG. 8, Q1 and Q2 are NPN power transistors, Q3 and Q4 are PNP power transistors, and ICs.
Reference numerals 1 and IC2 are ICs for amplifying the input voltage, and R1 and R2 are speakers that are loads.
【0004】また、図9は従来の混成集積回路装置を示
す斜視図である。図9において、1は基板、2は放熱用
ヒートシンク、3は外部回路と接続するリード端子、4
は図8に示すIC1,IC2を1チップで構成した制御
用ICチップ、5は基板1上の導電箔、6,7は図8に
示すNPNパワートランジスタQ1,Q2の半導体装置
であるNPNパワートランジスタチップ、8,9は図8
に示すPNPパワートランジスタQ3,Q4の半導体装
置であるPNPパワートランジスタチップ、10aは制御
用ICチップ4と導電箔5を接続するワイヤ、10bはN
PNパワートランジスタチップ6,7,PNPパワート
ランジスタチップ8,9と導電箔5を接続するワイヤで
ある。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional hybrid integrated circuit device. In FIG. 9, 1 is a substrate, 2 is a heat sink for heat dissipation, 3 is a lead terminal for connecting to an external circuit, 4
8 is a control IC chip in which IC1 and IC2 shown in FIG. 8 are formed in one chip, 5 is a conductive foil on the substrate 1, 6 and 7 are NPN power transistors which are semiconductor devices of the NPN power transistors Q1 and Q2 shown in FIG. Chips 8 and 9 are shown in FIG.
A PNP power transistor chip, which is a semiconductor device of the PNP power transistors Q3 and Q4 shown in FIG. 10, 10a is a wire connecting the control IC chip 4 and the conductive foil 5, and 10b is N.
The wires connect the PN power transistor chips 6 and 7 and the PNP power transistor chips 8 and 9 and the conductive foil 5.
【0005】前記図8に示すオーディオ用パワーアンプ
は、小さい信号で入力された信号をIC1で電圧増幅
し、その出力される信号をコンプリメント制御するよう
に接続されたNPNパワートランジスタQ1とPNPパ
ワートランジスタQ3で電力増幅し、負荷であるスピー
カR1から信号が出力される。また、IC2に入力され
た信号においては、前記と同様にNPNパワートランジ
スタQ2とPNPパワートランジスタQ4からスピーカ
R2へ出力される。オーディオ用アンプの場合、基本的
には左チャンネルと右チャンネルの2回路で構成され
る。The audio power amplifier shown in FIG. 8 amplifies a signal input with a small signal by the IC1 and amplifies the output signal, and complements the output signal with an NPN power transistor Q1 and PNP power. The power is amplified by the transistor Q3, and a signal is output from the speaker R1 which is a load. The signal input to the IC2 is output from the NPN power transistor Q2 and the PNP power transistor Q4 to the speaker R2 in the same manner as described above. In the case of an audio amplifier, it is basically composed of two circuits, a left channel and a right channel.
【0006】図9において、図8に示す回路を構成する
ため混成集積回路装置は、基板1に制御用ICチップ4
と予め放熱用ヒートシンク2にダイスボンディングされ
たNPNパワートランジスタチップ6,7,PNPパワ
ートランジスタチップ8,9を半田付けし、ワイヤ10a
で制御用ICチップ4と導電箔5を接続し、ワイヤ10b
でNPNパワートランジスタチップ6,7,PNPパワ
ートランジスタチップ8,9と導電箔5を接続する。次
に外部回路と接続するリード端子3を半田付けして組立
てを完成する。また放熱用ヒートシンク2の形状は設備
および生産上の都合で、各社で標準化されている。In FIG. 9, a hybrid integrated circuit device for forming the circuit shown in FIG. 8 has a control IC chip 4 on a substrate 1.
Then, the NPN power transistor chips 6 and 7 and the PNP power transistor chips 8 and 9 which are previously die-bonded to the heat sink 2 for heat dissipation are soldered, and the wire 10a is formed.
Connect the control IC chip 4 and the conductive foil 5 with the wire 10b.
Then, the NPN power transistor chips 6 and 7 and the PNP power transistor chips 8 and 9 are connected to the conductive foil 5. Next, the lead terminal 3 connected to the external circuit is soldered to complete the assembly. The shape of the heat sink 2 for heat dissipation is standardized by each company for convenience of equipment and production.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回路構成のオーディオ用パワーアンプでは、パワー
トランジスタを形成する半導体装置を4個実装する必要
がある。また、混成集積回路装置は、放熱用ヒートシン
クの標準化またはヒートシンクの半田付け時に放熱用ヒ
ートシンクの間に隙間が必要であるため高密度化が難し
く、半導体装置やそれを用いる混成集積回路装置、さら
にそれらを用いる電力制御機器装置が小型化できにくい
という課題があった。However, in an audio power amplifier having such a circuit configuration, it is necessary to mount four semiconductor devices forming power transistors. Further, in the hybrid integrated circuit device, it is difficult to increase the density because a gap is required between the heat sinks for heat dissipation when the heat sinks for heat dissipation are standardized or when the heat sinks are soldered. There is a problem in that it is difficult to downsize the power control device using the.
【0008】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ものであり、電力制御機器装置に用いられる半導体装置
および混成集積回路装置を小型化し、熱特性の安定化し
た半導体装置およびその半導体装置を組み込んだ混成集
積回路装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and provides a semiconductor device used in a power control device, a hybrid integrated circuit device, and a semiconductor device having a stable thermal characteristic. An object is to provide a hybrid integrated circuit device incorporating the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、1つのチップにパワートラ
ンジスタまたはダーリントン接続したパワートランジス
タが形成された第1のチップと、第1のチップを上下左
右が逆となるように回転した第2のチップとから構成さ
れ、第1のチップの下端と第2のチップの上端とを隣接
し、パワートランジスタを形成する2個のチップを一対
とした複合パワートランジスタからなることを特徴とす
る。In order to achieve this object, a semiconductor device of the present invention includes a first chip in which a power transistor or a Darlington-connected power transistor is formed in one chip, and a first chip. And a second chip that is rotated so that the top, bottom, left, and right are reversed, the lower end of the first chip and the upper end of the second chip are adjacent to each other, and a pair of two chips forming a power transistor is formed. It is characterized by comprising a composite power transistor.
【0010】また、1つのチップにパワートランジスタ
またはダーリントン接続したパワートランジスタが形成
された第1のチップと、第1のチップを上下左右が逆と
なるように回転した第2のチップとから構成され、第1
のチップと第2のチップとを交互に隣接して形成される
少なくとも3個以上のパワートランジスタのチップを組
とした複合パワートランジスタからなることを特徴とす
る。Further, it is composed of a first chip in which a power transistor or a power transistor connected by Darlington connection is formed on one chip, and a second chip obtained by rotating the first chip upside down and left and right. , First
And a second chip are alternately adjacent to each other and are formed of a composite power transistor in which at least three power transistor chips are formed as a set.
【0011】また、本発明の混成集積回路装置は、前記
の半導体装置を放熱用ヒートシンクにダイスボンディン
グして形成されるパワーブロックと、パワーブロックの
制御を行う制御ブロックとからなることを特徴とする。The hybrid integrated circuit device of the present invention is characterized by comprising a power block formed by die-bonding the semiconductor device to a heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. .
【0012】また、1つのチップにパワートランジスタ
またはダーリントン接続したパワートランジスタが形成
された第1のチップと、第1のチップの右端に第1のチ
ップと同一構造の第2のチップの左端を隣接して、パワ
ートランジスタを形成する2個のチップを一対とした半
導体装置を放熱用ヒートシンクにダイスボンディングし
て形成されるパワーブロックと、パワーブロックの制御
を行う制御ブロックとからなることを特徴とする。Further, a first chip having a power transistor or a power transistor connected by Darlington connection on one chip is adjacent to a right end of the first chip and a left end of a second chip having the same structure as the first chip. The power block is formed by die-bonding a semiconductor device having a pair of two chips forming a power transistor to a heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. .
【0013】また、パワートランジスタを形成する2個
のチップを一対とした半導体装置の複数組を1つの放熱
用ヒートシンクにダイスボンディングして形成されるパ
ワーブロックと、パワーブロックの制御を行う制御ブロ
ックとからなるように構成したものである。Further, a power block formed by dice-bonding a plurality of sets of semiconductor devices each having two chips forming a power transistor as a pair to one heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. It is configured to consist of.
【0014】[0014]
【作用】前記構成によれば、半導体装置は、パワートラ
ンジスタを形成する第1のチップの下端と、第1のチッ
プを上下左右が逆となるように回転した第2のチップの
上端とを隣接して、パワートランジスタを形成するチッ
プ2個を一対のチップとした複合パワートランジスタと
して構成することで発熱が分散される。According to the above structure, in the semiconductor device, the lower end of the first chip forming the power transistor is adjacent to the upper end of the second chip obtained by rotating the first chip upside down. Then, the heat generation is dispersed by configuring the two chips forming the power transistor as a pair of chips as a composite power transistor.
【0015】また、半導体装置は、第1のチップと第2
のチップを交互に隣接して少なくとも3個以上のパワー
トランジスタのチップを組とした複合パワートランジス
タとして構成することで発熱が分散される。The semiconductor device has a first chip and a second chip.
The chips are alternately adjacent to each other to constitute a composite power transistor in which at least three power transistor chips are combined to disperse heat.
【0016】また、混成集積回路装置は、前記の半導体
装置を放熱用ヒートシンクにダイスボンディングして形
成することで、使用する放熱用ヒートシンクを減らすこ
とができる。Further, the hybrid integrated circuit device can be formed by die-bonding the semiconductor device to a heat radiation heat sink, thereby reducing the number of heat radiation heat sinks to be used.
【0017】また、混成集積回路装置は、第1のチップ
の右端に第1のチップと同一構成のチップの左端を並列
に隣接して、パワートランジスタを形成する2個のチッ
プを一対とした半導体装置を放熱用ヒートシンクにダイ
スボンディングして形成することで、使用する放熱用ヒ
ートシンクを減らすことができる。In the hybrid integrated circuit device, a semiconductor having a pair of two chips forming a power transistor is formed by adjoining the left end of a chip having the same structure as the first chip in parallel to the right end of the first chip. By forming the device by die-bonding to the heat dissipation heat sink, the heat dissipation heat sink to be used can be reduced.
【0018】また、混成集積回路装置は、前記の半導体
装置の複数組を1つの放熱用ヒートシンクにダイスボン
ディングして形成することで、使用する放熱用ヒートシ
ンクを減らすことができる。Further, in the hybrid integrated circuit device, a plurality of sets of the above semiconductor devices are formed by die-bonding to one heat radiation heat sink, so that the heat radiation heat sink to be used can be reduced.
【0019】[0019]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の第1の実施例における半導
体装置の複合NPNパワートランジスタチップを示す回
路図である。図1において、E1はNPNパワートラン
ジスタQ1のエミッタ、B1はNPNパワートランジス
タQ1のベース、E2はNPNパワートランジスタQ2
のエミッタ、B2はNPNパワートランジスタQ2のベ
ース、CはNPNパワートランジスタQ1,Q2の共通
のコレクタである。また、図2(a)は第1の実施例にお
ける複合NPNパワートランジスタチップを示す上面拡
大図、図2(b)はF1−F2断面の熱分布を示す図、図
2(c)はG1−G2断面の熱分布を示す図、図2(d)はH
1−H2断面の熱分布を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a composite NPN power transistor chip of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, E1 is the emitter of the NPN power transistor Q1, B1 is the base of the NPN power transistor Q1, and E2 is the NPN power transistor Q2.
, B2 is the base of the NPN power transistor Q2, and C is the common collector of the NPN power transistors Q1 and Q2. 2 (a) is an enlarged top view showing the composite NPN power transistor chip in the first embodiment, FIG. 2 (b) is a view showing heat distribution in the F1-F2 cross section, and FIG. 2 (c) is G1-. Diagram showing heat distribution in G2 cross section, Fig. 2 (d) is H
It is a figure which shows the heat distribution of a 1-H2 cross section.
【0020】図2(a)において、11は、図1に示すNP
NパワートランジスタQ1とそれと同一構成のNPNパ
ワートランジスタQ2を形成するNPNパワートランジ
スタチップを、そのNPNパワートランジスタチップと
同一のものを180度回転させたチップを隣接して、一対
のチップに形成した複合NPNパワートランジスタチッ
プである。図3は図2(a)の複合NPNパワートランジ
スタチップのD1−D2断面の構造を示す概略断面図で
ある。In FIG. 2 (a), 11 is the NP shown in FIG.
An NPN power transistor chip forming an N power transistor Q1 and an NPN power transistor Q2 having the same structure as that of the NPN power transistor chip is formed into a pair of chips by adjoining a chip obtained by rotating the same NPN power transistor chip by 180 degrees. NPN power transistor chip. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a cross section D1-D2 of the composite NPN power transistor chip of FIG. 2 (a).
【0021】次に、以上のように構成された半導体装置
について説明する。まず、従来例の図8に示すように内
部回路図において、NPNパワートランジスタQ1,Q
2のコレクタは電気的に共通である。その部分を抜き出
した図1に示す回路図においてもNPNパワートランジ
スタQ1,Q2のコレクタは共通であるため、図2(a)
に示すようにNPNパワートランジスタQ1のエミッタ
E1とベースB1の位置が、逆となるように回転させ隣
接して一対のチップを形成する。回転したNPNパワー
トランジスタQ1,エミッタE1,ベースB1をNPN
パワートランジスタQ2,エミッタE2,ベースB2と
する。これにより、NPNパワートランジスタQ1のベ
ースB1,エミッタE1とNPNパワートランジスタQ
2のベースB2,エミッタE2は電気的に完全に絶縁さ
れた複合NPNパワートランジスタチップ11の半導体装
置が構成できる。前記と同様に、従来例の図8に示すP
NPパワートランジスタQ3,Q4においても複合PN
Pパワートランジスタチップの半導体装置が構成でき
る。Next, the semiconductor device configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 8 of the conventional example, in the internal circuit diagram, NPN power transistors Q1, Q
The two collectors are electrically common. Also in the circuit diagram shown in FIG. 1 in which that portion is extracted, the collectors of the NPN power transistors Q1 and Q2 are common, so that FIG.
As shown in FIG. 5, the emitter E1 and the base B1 of the NPN power transistor Q1 are rotated so that their positions are opposite to each other to form a pair of adjacent chips. The rotated NPN power transistor Q1, emitter E1, and base B1 are NPN.
A power transistor Q2, an emitter E2 and a base B2. As a result, the base B1, the emitter E1 of the NPN power transistor Q1 and the NPN power transistor Q1 are
The base 2 and the emitter E2 of 2 can be electrically completely insulated to form a semiconductor device of a composite NPN power transistor chip 11. Similarly to the above, P shown in FIG.
PN power transistors Q3 and Q4 also have composite PN
A semiconductor device of a P power transistor chip can be constructed.
【0022】次に、前記のNPNパワートランジスタQ
1,Q2で構成された複合NPNパワートランジスタチ
ップ11に電力供給され、複合NPNパワートランジスタ
チップ11が動作すると発熱することになる。この熱分布
の状態を図2(b),図2(c),図2(d)に示すが、エミッ
タE1,E2側がベースB1,B2側に比べ多く発熱す
る。ここで、NPNパワートランジスタQ1のチップに
対してNPNパワートランジスタQ2のチップが180度
回転して形成されているために、複合NPNパワートラ
ンジスタチップ11の中心部の熱分布は図2(d)に示すよ
うに均一化され、片側に熱集中することなく動作するこ
とができる。これにより、複合NPNパワートランジス
タチップ11のより安定的動作を確保することができ、パ
ワートランジスタチップを複合化しても熱集中を起こし
にくい半導体装置を構成することができる。Next, the above-mentioned NPN power transistor Q
When power is supplied to the composite NPN power transistor chip 11 composed of 1 and Q2 and the composite NPN power transistor chip 11 operates, heat is generated. The state of this heat distribution is shown in FIGS. 2 (b), 2 (c), and 2 (d). The emitters E1 and E2 generate more heat than the bases B1 and B2. Here, since the chip of the NPN power transistor Q2 is formed by rotating 180 degrees with respect to the chip of the NPN power transistor Q1, the heat distribution in the central portion of the composite NPN power transistor chip 11 is shown in FIG. 2 (d). It is homogenized as shown and can operate without heat concentration on one side. As a result, more stable operation of the composite NPN power transistor chip 11 can be ensured, and a semiconductor device in which heat concentration does not easily occur even when the power transistor chips are composited can be configured.
【0023】なお、前記の半導体装置の構成において、
複合NPNパワートランジスタチップ11,複合PNPパ
ワートランジスタチップの各チップを形成するNPNパ
ワートランジスタQ1,Q2や、PNPパワートランジ
スタQ3,Q4の2個の各チップを一対のチップとして
構成しているが、NPNパワートランジスタチップ,P
NPパワートランジスタチップを前記第1の実施例と同
様に、3個以上を交互に回転させ隣接して形成したチッ
プを組として構成することもできる。In the structure of the semiconductor device described above,
The NPN power transistors Q1 and Q2 forming the composite NPN power transistor chip 11 and the composite PNP power transistor chips and the PNP power transistors Q3 and Q4 are formed as a pair of chips. Power transistor chip, P
Similarly to the first embodiment, the NP power transistor chips can be configured as a set of chips in which three or more are alternately rotated and adjacently formed.
【0024】また、図4は本発明の第2の実施例におけ
る前記第1の実施例の半導体装置を組み込んだ混成集積
回路装置を示す斜視図である。また、従来例の図9で説
明した同一部材には同一符号を付し、さらに以下の各図
においても同様とする。図4において、1は基板、2は
放熱用ヒートシンク、3はリード端子、4は制御用IC
チップ、10a,10bはワイヤ、11は複合NPNパワートラ
ンジスタチップ、12は、図8に示すPNPパワートラン
ジスタQ3とPNPパワートランジスタQ4のどちらか
一方を180度回転させ隣接して、一対のチップに形成し
た複合PNPパワートランジスタチップである。FIG. 4 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device of the first embodiment in the second embodiment of the present invention. Further, the same members described in FIG. 9 of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the same applies to the following drawings. In FIG. 4, 1 is a substrate, 2 is a heat sink for heat dissipation, 3 is a lead terminal, and 4 is a control IC.
Chips, 10a and 10b are wires, 11 is a composite NPN power transistor chip, and 12 is a PNP power transistor Q3 or PNP power transistor Q4 shown in FIG. Is a composite PNP power transistor chip.
【0025】次に、以上のように構成された混成集積回
路装置について、従来例の図8の内部回路図を基にして
説明する。図8に示すように、NPNパワートランジス
タQ1,Q2のコレクタ、またはPNPパワートランジ
スタQ3,Q4のコレクタは電気的に共通である。ま
た、複合NPNパワートランジスタチップ11と複合PN
Pパワートランジスタチップ12の構成は同じであるた
め、複合NPNパワートランジスタチップ11についての
み説明する。Next, the hybrid integrated circuit device configured as described above will be described based on the internal circuit diagram of FIG. 8 of the conventional example. As shown in FIG. 8, the collectors of NPN power transistors Q1 and Q2 or the collectors of PNP power transistors Q3 and Q4 are electrically common. In addition, the composite NPN power transistor chip 11 and the composite PN
Since the P power transistor chip 12 has the same configuration, only the composite NPN power transistor chip 11 will be described.
【0026】複合NPNパワートランジスタチップ11
は、図3の概略断面図が示すように裏面側のサブストレ
ートが共通のコレクタになっており、NPNパワートラ
ンジスタQ1,Q2を1つのチップとした半導体装置に
より、図4に示す混成集積回路装置の放熱用ヒートシン
ク2をNPNパワートランジスタQ1,Q2が共通とす
ることができる。図9に示す従来例の混成集積回路装置
に比べ放熱用ヒートシンク2を減らすことができ混成集
積回路装置の実装面積を小さくできる。また、NPNパ
ワートランジスタQ1,Q2の共通コレクタをサブスト
レートで接続するためコレクタ間の結線が不要となり、
接続抵抗による電圧降下をなくすことができる。Composite NPN power transistor chip 11
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, the substrate on the back side serves as a common collector, and the hybrid integrated circuit device shown in FIG. 4 is formed by the semiconductor device in which the NPN power transistors Q1 and Q2 are one chip. The NPN power transistors Q1 and Q2 can share the heat sink 2 for heat radiation. As compared with the conventional hybrid integrated circuit device shown in FIG. 9, the heat sink 2 for heat radiation can be reduced and the mounting area of the hybrid integrated circuit device can be reduced. Moreover, since the common collectors of the NPN power transistors Q1 and Q2 are connected by the substrate, the connection between the collectors is unnecessary,
The voltage drop due to the connection resistance can be eliminated.
【0027】以上のように半導体装置を、図4に示す放
熱用ヒートシンク2にダイスボンディングして、混成集
積回路装置を構成することにより、実装密度を上げて小
型化が可能となり、また、特性の安定動作および熱疲労
寿命の長い混成集積回路装置を構成できる。As described above, the semiconductor device is die-bonded to the heat sink 2 for heat radiation shown in FIG. 4 to form a hybrid integrated circuit device, whereby the packaging density can be increased and the size can be reduced. A hybrid integrated circuit device having stable operation and long thermal fatigue life can be constructed.
【0028】次に、図5は本発明の第3の実施例におけ
る混成集積回路装置を示す斜視図である。図5におい
て、13は、図9に示すNPNパワートランジスタチップ
6およびNPNパワートランジスタチップ7の2個のN
PNパワートランジスタを内蔵するように1つのチップ
にカットされた半導体装置である集合NPNパワートラ
ンジスタチップ、14は、図9に示すPNPパワートラン
ジスタチップ8およびPNPパワートランジスタチップ
9の2個のPNPパワートランジスタを内蔵するように
1つのチップにカットされた半導体装置である集合NP
Nパワートランジスタチップである。FIG. 5 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, 13 is two N of the NPN power transistor chip 6 and the NPN power transistor chip 7 shown in FIG.
A collective NPN power transistor chip, which is a semiconductor device cut into one chip so as to have a built-in PN power transistor, is a PNP power transistor chip 8 and a PNP power transistor chip 9 shown in FIG. NP which is a semiconductor device cut into one chip so that
N power transistor chip.
【0029】また、図6は第3の実施例におけるNPN
パワートランジスタチップのウエハーを示す上面図で、
15は図9に示すNPNパワートランジスタチップ6,7
を構成するカット前のNPNパワートランジスタウエハ
ーである。なお、第2の実施例と同様に集合NPNパワ
ートランジスタチップ13と集合NPNパワートランジス
タチップ14の構成は同じであるため、集合NPNパワー
トランジスタチップ13についてのみ説明する。Further, FIG. 6 shows the NPN in the third embodiment.
In the top view showing the wafer of the power transistor chip,
15 is an NPN power transistor chip 6, 7 shown in FIG.
It is an NPN power transistor wafer before cutting which constitutes the. Since the set NPN power transistor chip 13 and the set NPN power transistor chip 14 have the same configuration as in the second embodiment, only the set NPN power transistor chip 13 will be described.
【0030】いま、NPNパワートランジスタウエハー
15をカットするときに、NPNパワートランジスタを2
個で1つのチップになるようにカットして、半導体装置
である集合NPNパワートランジスタチップ13を得る。
それを放熱用ヒートシンク2にダイスボンディングして
混成集積回路装置を構成する。これにより、第2の実施
例と同様に放熱用ヒートシンク2を減らすことができ混
成集積回路装置の実装面積を小さくできる。Now, NPN power transistor wafer
When cutting 15, cut the NPN power transistor to 2
Each piece is cut into one chip to obtain a collective NPN power transistor chip 13 which is a semiconductor device.
This is die-bonded to the heat dissipation heat sink 2 to form a hybrid integrated circuit device. As a result, the heat radiation heat sink 2 can be reduced as in the second embodiment, and the mounting area of the hybrid integrated circuit device can be reduced.
【0031】また、集合NPNパワートランジスタチッ
プ13を第1の実施例におけるNPNパワートランジスタ
チップ6と考えて、一方の集合NPNパワートランジス
タチップに対して180度回転して隣接する他方の集合N
PNパワートランジスタチップを一対のチップとして形
成し、放熱用ヒートシンク2にダイスボンディングして
混成集積回路装置を構成することもできる。ただし、こ
の場合はコレクタを共通としたNPNパワートランジス
タの4個を回路構成に内蔵する混成集積回路装置とな
る。Considering the set NPN power transistor chip 13 as the NPN power transistor chip 6 in the first embodiment, the set NPN power transistor chip 6 is rotated 180 degrees with respect to one set NPN power transistor chip, and the other set N is adjacent.
It is also possible to form a PN power transistor chip as a pair of chips and perform die bonding to the heat sink 2 for heat dissipation to form a hybrid integrated circuit device. However, in this case, the hybrid integrated circuit device has four NPN power transistors having a common collector incorporated in the circuit configuration.
【0032】次に、図7は第4の実施例における混成集
積回路装置を示す斜視図である。ここで、従来例の図8
に示す内部回路図を基に説明するため、半導体装置をN
PNパワートランジスタチップとする。図7において、
NPNパワートランジスタチップ6とNPNパワートラ
ンジスタチップ7とを同一の放熱用ヒートシンク2にダ
イスボンディングして構成し、また、同様にPNPパワ
ートランジスタチップ8とPNPパワートランジスタチ
ップ9とを同一の放熱用ヒートシンク2にダイスボンデ
ィングして構成された混成集積回路装置である。第2,
3の実施例と同様に放熱用ヒートシンク2を減らすこと
ができ混成集積回路装置の実装面積を小さくできる。FIG. 7 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device according to the fourth embodiment. Here, as shown in FIG.
In order to explain based on the internal circuit diagram shown in FIG.
PN power transistor chip. In FIG.
The NPN power transistor chip 6 and the NPN power transistor chip 7 are die-bonded to the same heat sink 2 for heat radiation, and similarly, the PNP power transistor chip 8 and the PNP power transistor chip 9 are also the same heat sink 2 for heat radiation. Is a hybrid integrated circuit device configured by die-bonding to. Second
As in the third embodiment, the heat sink 2 for heat dissipation can be reduced and the mounting area of the hybrid integrated circuit device can be reduced.
【0033】さらに、NPNパワートランジスタチップ
6,7を第1の実施例で説明した複合NPNパワートラ
ンジスタチップ11や、第2の実施例で説明した集合NP
Nパワートランジスタチップ13に置き換えて、放熱用ヒ
ートシンク2にダイスボンディングして混成集積回路装
置を構成することで、同じ個数のパワートランジスタチ
ップを実装した混成集積回路装置よりさらに実装面積を
小さくすることができる。Further, the NPN power transistor chips 6 and 7 are the composite NPN power transistor chip 11 described in the first embodiment, and the collective NP described in the second embodiment.
By replacing the N power transistor chip 13 with the heat sink 2 for heat dissipation and forming a hybrid integrated circuit device, the mounting area can be made smaller than that of the hybrid integrated circuit device in which the same number of power transistor chips are mounted. it can.
【0034】なお、オーディオ用アンプは、マルチチャ
ンネルの対応として各チャンネル毎に必要となってきて
おり、前記の各実施例の内容は2チャンネルの回路構成
で説明したが3チャンネル以上の概念においても、同様
に3チップ以上のパワートランジスタを複号化とするこ
とにより、高密度の混成集積回路装置を構成できる。It is to be noted that an audio amplifier is required for each channel in order to support multi-channels, and the contents of each of the above embodiments have been described with the circuit configuration of 2 channels, but the concept of 3 channels or more is also applicable. Similarly, a high-density hybrid integrated circuit device can be constructed by decoding power transistors of three or more chips.
【0035】また、前記の説明に用いたパワートランジ
スタは、1つのパワートランジスタを1つのチップとし
て説明したが、ダーリントン接続のパワートランジスタ
を1つのチップとしても同様の結果が得られることはい
うまでもない。In the power transistor used in the above description, one power transistor is described as one chip, but it goes without saying that the same result can be obtained by using the Darlington connection power transistor as one chip. Absent.
【0036】なお、上記説明した内容はバイポーラパワ
ートランジスタのことであるが、MOS型パワーFET
についても同様のことがいえる。It should be noted that although the above-mentioned contents are bipolar power transistors, they are MOS type power FETs.
The same can be said for.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2つのパワートランジスタチップのどちらか一方に対し
て他方を180度回転して隣接し一対のチップを形成する
ことで、パワートランジスタチップを複合化しても熱集
中を起こしにくい半導体装置を構成することができる。As described above, according to the present invention,
By rotating one of the two power transistor chips by 180 degrees with respect to the other to form a pair of adjacent chips, it is possible to configure a semiconductor device in which heat concentration does not easily occur even when the power transistor chips are combined. it can.
【0038】また、パワートランジスタチップを交互に
180度回転して隣接し3個以上を組として形成すること
で、パワートランジスタチップの複数個を複合化しても
熱集中を起こしにくい半導体装置を構成することができ
る。Alternately, the power transistor chips are alternately
By rotating 180 degrees and adjoining and forming three or more as a set, it is possible to configure a semiconductor device in which heat concentration does not easily occur even when a plurality of power transistor chips are combined.
【0039】また、前記半導体装置により基板の導電箔
とNPNパワートランジスタ間、あるいはPNPパワー
トランジスタ間とのコレクタ結線が不要となり、導電箔
の抵抗による電圧降下がなく、放熱用ヒートシンクにダ
イスボンディングして、混成集積回路装置を構成するこ
とにより、実装密度を上げて小型化し特性の安定動作お
よび熱疲労寿命の長い混成集積回路装置を構成できる。The semiconductor device eliminates the need for collector connection between the conductive foil of the substrate and the NPN power transistor or between the PNP power transistors, and there is no voltage drop due to the resistance of the conductive foil. By configuring the hybrid integrated circuit device, it is possible to increase the packaging density and reduce the size of the hybrid integrated circuit device to achieve stable operation of characteristics and long thermal fatigue life.
【0040】また、2個のパワートランジスタチップを
並列に隣接し一対のチップとした半導体装置を放熱用ヒ
ートシンクにダイスボンディングして、放熱用ヒートシ
ンクの使用個数を減らして部品点数を削減し、混成集積
回路装置の実装密度を上げることができる。Also, a semiconductor device in which two power transistor chips are adjacently arranged in parallel and formed as a pair of chips is die-bonded to a heat radiation heat sink to reduce the number of heat radiation heat sinks to be used and reduce the number of parts. The packaging density of circuit devices can be increased.
【0041】また、1つの放熱用ヒートシンクに、半導
体装置の複数組をダイスボンディングすることで、放熱
用ヒートシンクの使用個数を減らして部品点数を削減
し、混成集積回路装置の実装密度を上げることができ
る。Further, by dicing a plurality of sets of semiconductor devices to one heat sink, the number of heat sinks used can be reduced, the number of components can be reduced, and the packaging density of the hybrid integrated circuit device can be increased. it can.
【0042】さらに、回路に用いられるパワートランジ
スタの個数が多くなっても、半導体装置を組み込んだ混
成集積回路装置の実装密度を上げて小型化することがで
きるという効果を奏する。Further, even if the number of power transistors used in the circuit is increased, it is possible to increase the packaging density and downsize the hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device.
【図1】本発明の第1の実施例における複合NPNパワ
ートランジスタチップを示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a composite NPN power transistor chip according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は本発明の第1の実施例における複合NP
Nパワートランジスタチップを示す上面拡大図、(b)は
F1−F2断面の熱分布を示す図、(c)はG1−G2断
面の熱分布を示す図、(d)はH1−H2断面の熱分布を
示す図である。FIG. 2 (a) is a composite NP in the first embodiment of the present invention.
An enlarged top view showing an N power transistor chip, (b) showing heat distribution in the F1-F2 cross section, (c) showing heat distribution in the G1-G2 cross section, (d) showing heat in the H1-H2 cross section. It is a figure which shows distribution.
【図3】本発明の第1の実施例における複合NPNパワ
ートランジスタチップのD1−D2断面の構造を示す概
略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a cross section D1-D2 of the composite NPN power transistor chip in the first example of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例における第1の実施例の
半導体装置を組み込んだ混成集積回路装置を示す斜視図
である。FIG. 4 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device of the first embodiment in the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施例における混成集積回路装
置を示す斜視図であるFIG. 5 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施例におけるNPNパワート
ランジスタチップのウエハーを示す上面図である。FIG. 6 is a top view showing a wafer of NPN power transistor chips according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施例における混成集積回路装
置を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a hybrid integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】従来のオーディオ用パワーアンプの混成集積回
路装置を簡略化した内部回路図である。FIG. 8 is a simplified internal circuit diagram of a conventional hybrid integrated circuit device for an audio power amplifier.
【図9】従来の混成集積回路装置を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional hybrid integrated circuit device.
1…基板、 2…放熱用ヒートシンク、 3…リード端
子、 4…制御用ICチップ、 5…導電箔、 6,7
…PNPパワートランジスタチップ、 8,9…PNP
パワートランジスタチップ、 10a,10b…ワイヤ、 11
…複合NPNパワートランジスタチップ、 12…複合P
NPパワートランジスタチップ、 13…集合NPNパワ
ートランジスタチップ、 14…集合NPNパワートラン
ジスタチップ、 15…NPNパワートランジスタウエハ
ー。1 ... Substrate, 2 ... Heat sink for heat dissipation, 3 ... Lead terminal, 4 ... Control IC chip, 5 ... Conductive foil, 6, 7
… PNP power transistor chips, 8, 9… PNP
Power transistor chip, 10a, 10b ... Wire, 11
… Composite NPN power transistor chip, 12… Composite P
NP power transistor chip, 13 ... Assembly NPN power transistor chip, 14 ... Assembly NPN power transistor chip, 15 ... NPN power transistor wafer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 文夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Fumio Hori 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (5)
はダーリントン接続したパワートランジスタが形成され
た第1のチップと、該第1のチップを上下左右が逆とな
るように回転した第2のチップとから構成され、前記第
1のチップの下端と前記第2のチップの上端とを隣接
し、パワートランジスタを形成する2個のチップを一対
とした複合パワートランジスタからなることを特徴とす
る半導体装置。1. A first chip in which a power transistor or a power transistor connected to a Darlington connection is formed on one chip, and a second chip obtained by rotating the first chip so that the vertical and horizontal directions are reversed. A semiconductor device comprising a composite power transistor in which a lower end of the first chip and an upper end of the second chip are adjacent to each other and two chips forming a power transistor are paired.
はダーリントン接続したパワートランジスタが形成され
た第1のチップと、該第1のチップを上下左右が逆とな
るように回転した第2のチップとから構成され、前記第
1のチップと前記第2のチップとを交互に隣接して形成
される少なくとも3個以上のパワートランジスタのチッ
プを組とした複合パワートランジスタからなることを特
徴とする半導体装置。2. A first chip in which a power transistor or a power transistor connected by Darlington connection is formed on one chip, and a second chip obtained by rotating the first chip upside down and leftward and rightward. And a semiconductor device comprising a composite power transistor including at least three power transistor chips formed by alternately adjoining the first chip and the second chip.
熱用ヒートシンクにダイスボンディングして形成される
パワーブロックと、該パワーブロックの制御を行う制御
ブロックとからなることを特徴とする混成集積回路装
置。3. A hybrid integrated circuit comprising a power block formed by die bonding the semiconductor device according to claim 1 or 2 to a heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. apparatus.
はダーリントン接続したパワートランジスタが形成され
た第1のチップと、該第1のチップの右端に前記第1の
チップと同一構造の第2のチップの左端を隣接して、パ
ワートランジスタを形成する2個のチップを一対とした
半導体装置を放熱用ヒートシンクにダイスボンディング
して形成されるパワーブロックと、該パワーブロックの
制御を行う制御ブロックとからなることを特徴とする混
成集積回路装置。4. A first chip having a power transistor or a Darlington-connected power transistor formed on one chip, and a left end of a second chip having the same structure as the first chip at the right end of the first chip. A power block formed by die-bonding a semiconductor device having two chips forming a power transistor as a pair to a heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. Characteristic hybrid integrated circuit device.
ップを一対とした半導体装置の複数組を1つの放熱用ヒ
ートシンクにダイスボンディングして形成されるパワー
ブロックと、該パワーブロックの制御を行う制御ブロッ
クとからなることを特徴とする混成集積回路装置。5. A power block formed by dice-bonding a plurality of sets of semiconductor devices each having two chips forming a power transistor as a pair to one heat sink for heat dissipation, and a control block for controlling the power block. And a hybrid integrated circuit device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165972A JP3028362B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Semiconductor device and hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165972A JP3028362B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Semiconductor device and hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP3028362B2 JP3028362B2 (en) | 2000-04-04 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP7165972A Expired - Fee Related JP3028362B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Semiconductor device and hybrid integrated circuit device incorporating the semiconductor device |
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| JP3028362B2 (en) | 2000-04-04 |
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