JP2007036035A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂封止型BGA(Ball Grid Array )タイプの半導体装置の構造に関するものである。 The present invention relates to the structure of a resin-encapsulated BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device.
半導体装置の高消費電力化及び高集積化が進むにつれ動作時の発熱量が大きくなり、半導体装置の内部温度が高くなるようになってきている。これにより半導体素子の誤動作や寿命の低下を招いている。
この問題を解決するための従来技術を説明する。半導体装置は、パッケージ基板もしくはインターポーザ(以下、配線基板という)、パッケージ基板に搭載された半導体チップ及び半導体チップを封止する樹脂封止体から構成されている。配線基板にはプリント基板などが用いられる。
As the power consumption and integration of semiconductor devices increase, the amount of heat generated during operation increases, and the internal temperature of the semiconductor device increases. As a result, malfunction of the semiconductor element and a decrease in the lifetime are caused.
A conventional technique for solving this problem will be described. The semiconductor device includes a package substrate or an interposer (hereinafter referred to as a wiring substrate), a semiconductor chip mounted on the package substrate, and a resin sealing body that seals the semiconductor chip. A printed circuit board etc. are used for a wiring board.
配線基板は、主面及び裏面に接続電極(パッド)が形成されている。主面及び裏面のパッド間は、配線基板内部に埋め込まれた多層配線層(図示しない)を介して適宜電気的に接続されている。従来、配線基板は、半導体装置用プリント基板に放熱用のスルーホールを設けたり、そのスルーホールの直下にはんだボールを搭載している。これにより実装基板への放熱が効果的に行われる。その他には半導体装置に外付けの放熱フィンを搭載したり、強制空冷により冷却している。しかしながら、上記のような、半導体装置用基板にスルーホールを設けたり、放熱用はんだボールを搭載しても熱的な飽和状態となっている。また外付けの放熱フィンを搭載すると、半導体装置の上方に、フィンを搭載するための空間が必要となるが、実装基板を組み込む筐体は一般的に狭いため、そのような空間を空けておくことは難しい。また同様の理由により、雰囲気に強制対流を起こさせることも困難である。
従来技術が開示された特許文献1には、ストリップ又はリール形態のメタルキャリヤフレームにユニットPCB基板を付着し、メタルキャリヤフレームの一部を半導体パッケージのヒートスプレッダとして構成して半導体パッケージを製造する。ヒートスプレッダは、PCB基板の周辺に配置されており、BGAパッケージの熱放出を容易にすることが記載されている。
In Patent Document 1 in which the prior art is disclosed, a unit PCB substrate is attached to a metal carrier frame in a strip or reel form, and a part of the metal carrier frame is configured as a heat spreader of the semiconductor package to manufacture a semiconductor package. It is described that the heat spreader is arranged around the PCB substrate and facilitates heat release of the BGA package.
樹脂封止型BGA(Ball Grid Array )タイプの半導体装置において、半導体素子から発生した熱を放散させる、とくに平面方向に熱を効率良く放散させる構造を提供する。 In a resin-encapsulated BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device, there is provided a structure that dissipates heat generated from a semiconductor element, particularly efficiently dissipates heat in a planar direction.
本発明の半導体装置の一態様は、主面に内部回路と電気的に接続された複数の接続電極及び前記内部回路とは電気的に接続されていない複数のダミー電極とを備えた半導体素子と、前記半導体素子が搭載された配線基板と、前記配線基板主面の周辺部に沿って前記配線基板主面上に取り付けられた環状の放熱板と、前記半導体素子の接続電極と前記配線基板の主面上に形成された接続電極とを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、前記半導体素子のダミー電極と前記放熱板とを接続する第2のボンディングワイヤと、前記半導体素子、前記配線基板の一部、前記放熱板の少なくとも一部及び前記第1及び第2のボンディングワイヤとを封止する樹脂封止体とを備えたことを特徴としている。 One aspect of the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor element including a plurality of connection electrodes electrically connected to an internal circuit on a main surface and a plurality of dummy electrodes not electrically connected to the internal circuit. A wiring board on which the semiconductor element is mounted, an annular heat sink attached to the main surface of the wiring board along a peripheral portion of the main surface of the wiring board, connection electrodes of the semiconductor element, and the wiring board A first bonding wire for electrically connecting the connection electrode formed on the main surface; a second bonding wire for connecting the dummy electrode of the semiconductor element and the heat sink; the semiconductor element; and the wiring. A resin sealing body for sealing a part of the substrate, at least a part of the heat radiating plate, and the first and second bonding wires is provided.
また、本発明の半導体装置の一態様は、表面に内部回路と電気的に接続された複数の接続電極及び前記内部電極とは電気的に接続されていない複数のダミー電極とを備えた半導体素子と、前記半導体素子が搭載されたリードフレームの素子搭載部と、前記素子搭載部を支持する前記リードフレームの吊りピン部に前記半導体素子及び前記素子搭載部を囲むように取り付けられた環状の放熱板と、前記半導体素子の接続電極と前記リードフレームのリードとを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、前記半導体素子のダミー電極と前記放熱板とを接続する第2のボンディングワイヤと、前記半導体素子、前記素子搭載部、前記放熱板の少なくとも一部、前記リードフレームのリードの一部、前記第1のボンディングワイヤ及び第2のボンディングワイヤとを封止する樹脂封止体とを備えたことを特徴としている。 Another embodiment of the semiconductor device of the present invention is a semiconductor element including a plurality of connection electrodes electrically connected to an internal circuit on a surface and a plurality of dummy electrodes not electrically connected to the internal electrodes. An element mounting portion of a lead frame on which the semiconductor element is mounted, and an annular heat dissipation attached to a suspension pin portion of the lead frame that supports the element mounting portion so as to surround the semiconductor element and the element mounting portion A first bonding wire that electrically connects the connection electrode of the semiconductor element and the lead of the lead frame; a second bonding wire that connects the dummy electrode of the semiconductor element and the heat sink; The semiconductor element, the element mounting portion, at least a part of the heat sink, a part of the lead of the lead frame, the first bonding wire, and the second It is characterized by comprising a resin sealing body which seals the loading wire.
本発明は、以上の構成により、半導体素子における発熱がボンディングワイヤを伝って放熱板に広がった後、配線基板とはんだボールを経由して実装基板から放熱されるようになる。従来技術のような半導体素子直下の方向への放熱だけでは熱的に飽和していたが、平面方向にも熱を拡散することによって従来技術よりも放熱性を向上させることができる。 According to the present invention, the heat generated in the semiconductor element spreads to the heat dissipation plate through the bonding wire and then is radiated from the mounting substrate via the wiring substrate and the solder balls. Although heat was saturated only by heat radiation in the direction directly below the semiconductor element as in the prior art, heat dissipation can be improved as compared with the prior art by diffusing heat in the planar direction.
本発明は、樹脂封止型BGAタイプの構造を有する半導体装置に関するもので、配線基板周辺に設けた放熱板と半導体素子とをボンディングワイヤにより接続することにより、半導体素子の発熱を効率よく平面方向にも放散させることを特徴とする。
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
The present invention relates to a semiconductor device having a resin-encapsulated BGA type structure. By connecting a heat sink and a semiconductor element provided around a wiring board with a bonding wire, the heat generation of the semiconductor element is efficiently performed in a planar direction. It is also characterized by being dissipated.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to examples.
まず、図1及び図2を参照して実施例1を説明する。
図1は、半導体装置が搭載された実装基板の部分透視平面図、図2は、図1の半導体装置が搭載された実装基板の断面図である。
実装基板10には、半導体装置が搭載されている。実装基板10には、主面に銅などからなる接続電極(パッド)10aを含む配線パターンが形成されている。半導体装置は、半導体素子(チップ)1と、これが搭載される配線基板2と、配線基板主面に取り付けられた放熱板3とを備えている。半導体素子1は、例えば、シリコン半導体などからなり、主面には複数のアルミニウムなどの接続電極(パッド)1a及びアルミニウムなどのダミー電極1bが形成されている。接続電極1aは、半導体素子1に形成された内部回路に電気的に接続され、ダミー電極1bは半導体素子1に形成された内部回路とは電気的に接続されていない。配線基板2は、主面に銅などからなる接続電極(パッド)2a及び素子搭載部2bを含む配線パターンを有しており、裏面に銅などからなる接続電極(パッド)2cを含む配線パターンが形成されている。配線基板2の主面及び裏面の配線パターンは、配線基板2に埋め込み形成された銅などからなるビア7により電気的に接続されている。また、配線基板2の裏面に形成された接続電極2cには、例えば、はんだボール8のような外部接続端子が接合される。
First, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
1 is a partially transparent plan view of a mounting substrate on which a semiconductor device is mounted, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the mounting substrate on which the semiconductor device of FIG. 1 is mounted.
A semiconductor device is mounted on the
配線基板2主面には半導体素子1及び放熱板3が搭載されている。半導体素子1は、配線パターンの素子搭載部2b上にエポキシ樹脂などの接着剤(ダイアタッチ材)6により接合されている。また、配線基板2上には半導体素子1を囲むように環状の放熱板3が配線基板2の周辺部に沿って配置されている。放熱板3は、銅、銅合金、アルミニウム、シリコンを含むアルミニウム合金、高熱伝導セラミックなどの高熱伝導材料を用いる。
半導体素子1と外部接続端子であるはんだボール8とは第1のボンディングワイヤ4により電気的に接続される。第1のボンディングワイヤ4は、配線基板2主面の接続電極2a及び半導体素子1主面の接続電極1aにボンディングされる。半導体素子1から発生した熱の放熱経路は、第2のボンディングワイヤ5により構成される。第2のボンディングワイヤ5は、放熱板3上面の任意の位置と半導体素子1のダミー電極1bとに接続される。勿論、第2のボンディングワイヤは、放熱特性を損ねなければ、ダミー電極に接続せず、半導体素子1主面の電極部分以外の部分に接続することができる。また、ボンディングワイヤは、20〜30μm径の金を材料としている。放熱性を高めるために、第2のボンディングワイヤは太いほど良い(例えば、50μm径のワイヤを用いることができる)が、第1及び第2のボンディングワイヤを同じ太さの金ワイヤを用いれば、ボンディング工程を1回にすることができ、工程を短縮させることができる。
A semiconductor element 1 and a
The semiconductor element 1 and the solder ball 8 that is an external connection terminal are electrically connected by the first bonding wire 4. The first bonding wire 4 is bonded to the
配線基板2上に形成された半導体素子1、放熱板3、第1のボンディングワイヤ4及び第2のボンディングワイヤ5は、例えば、トランスファモールド法などにより、樹脂封止体9に封止される。実装基板10は、複数の接続電極10aに各はんだボール8を接合させて、半導体装置を主面に搭載している。
以上のように構成されることによって半導体素子で生じた熱は、高熱伝導材料である金のボンディングワイヤから放熱板に伝わり、平面方向に熱を拡散することが効率良くできる。
The semiconductor element 1, the
With the configuration described above, heat generated in the semiconductor element is transferred from the gold bonding wire, which is a high thermal conductivity material, to the heat radiating plate, and the heat can be efficiently diffused in the plane direction.
次に、図3及び図4を参照して実施例2を説明する。
図3は、リードフレームを用いた半導体装置の樹脂封止体部分を透視した平面図、図4は、図3のA−A′線に沿う部分の断面図である。図3は、リードフレームを用いた半導体装置である。この半導体装置は、次のような構造を有している。CuやFe−42Niなどを材料とするリードフレーム22上にエポキシ樹脂などを材料とする絶縁性の接着剤(ダイアタッチ材)26を用いて固定されたシリコンなどの半導体基板に形成した半導体素子21が搭載されている。リードフレーム22は、素子搭載部22a、リード22b及び素子搭載部22aを支持する吊りピン部22cを備えている。半導体素子21の裏面は、前記ダイアタッチ材26を介して素子搭載部22a表面に接合されている。また、半導体素子21表面には、アルミニウムなどからなる複数の接続電極21a及びダミー電極21bが設けられている。半導体素子21表面に形成された接続電極21aとリード22bの素子搭載部22aと対向する先端部とは金などから構成された第1のボンディングワイヤ24により接続されて半導体素子21とリードフレーム22とが電気的に接続されている。リードフレーム22のリード22b及び吊りピン部22cに環状の放熱板23がエポキシ樹脂などを材料とする絶縁性接着剤27により接合されている。
Next,
FIG. 3 is a plan view of a semiconductor device using a lead frame as seen through a resin sealing body portion, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 3 shows a semiconductor device using a lead frame. This semiconductor device has the following structure.
第1のボンディングワイヤ24が半導体素子21の接続電極21aとリードフレーム22のリード22bとにボンディングされる。半導体素子21から発生した熱の放熱経路は、第2のボンディングワイヤ25により構成される。第2のボンディングワイヤ25は、放熱板23上面の任意の位置と半導体素子21のダミー電極21bとに接続される。勿論、第2のボンディングワイヤは、放熱特性を損ねなければ、ダミー電極に接続せず、半導体素子1主面の電極部分以外の部分に接続することができる。ボンディングワイヤは、20〜30μm径の金を材料としている。放熱性を高めるために、第2のボンディングワイヤは太いほど良いが、第1及び第2のボンディングワイヤを同じ太さの金ワイヤとすれば、ボンディング工程を1回にすることができ、工程を短縮させることができる。
The
半導体素子21、素子搭載部22a、リード22bの一部、吊りピン部22cの一部、第1及び第2のボンディングワイヤ24、25等は、エポキシ樹脂等を材料とする樹脂封止体29により封止されている。放熱板23は、銅、銅合金、アルミニウム、シリコンを含むアルミニウム合金、高熱伝導セラミックなどの高熱伝導材料を用いる。
以上のように構成されることによって半導体素子で生じた熱は、高熱伝導材料である金のボンディングワイヤから放熱板に伝わり、平面方向に熱を拡散することが効率良くできる。
The
With the configuration described above, heat generated in the semiconductor element is transferred from the gold bonding wire, which is a high thermal conductivity material, to the heat radiating plate, and the heat can be efficiently diffused in the plane direction.
まず、図5を参照して実施例3を説明する。
図5は、半導体装置が搭載された実装基板の部分透視断面図である。
実装基板30には、半導体装置が搭載され、主面に銅などの接続電極30aを含む配線パターンが形成されている。半導体装置は、半導体素子31と、これが搭載された配線基板32と、配線基板32主面上の放熱板33とを備えている。半導体素子31は、主面に複数の接続電極31a及びダミー電極31bが形成されている。接続電極31aは、半導体素子31に形成された内部回路に電気的に接続され、ダミー電極31bは、この内部回路とは電気的に接続されていない。配線基板32は、主面に接続電極32a及び素子搭載部32bを含む配線パターンを有し、裏面に接続電極32cを含む配線パターンが形成されている。配線基板32両面の配線パターンは、配線基板32に埋め込まれたビア37により電気的に接続されている。また、配線基板32の裏面に形成された接続電極32cには、はんだボール38のような外部接続端子が接合されている。
First,
FIG. 5 is a partially transparent sectional view of a mounting substrate on which a semiconductor device is mounted.
A semiconductor device is mounted on the mounting
配線基板32主面には半導体素子31及び放熱板33が搭載されている。半導体素子31は、素子搭載部32b上に接着剤(ダイアタッチ材)36により接合されている。また、配線基板32上には半導体素子31を囲むように環状の放熱板33が配線基板32の周辺部に沿って配置されている。
半導体素子31と外部接続端子であるはんだボール38とは第1のボンディングワイヤ34により電気的に接続される。第1のボンディングワイヤ34は、配線基板32主面の接続電極32a及び半導体素子31主面の接続電極31aにボンディングされる。半導体素子31から発生した熱の放熱経路は、第2のボンディングワイヤ35により構成される。第2のボンディングワイヤ35は、放熱板33上面の任意の位置と半導体素子31のダミー電極31bとに接続される。配線基板32に搭載された半導体素子31、放熱板33の一部、第1のボンディングワイヤ34及び第2のボンディングワイヤ35は、樹脂封止体39により封止される。放熱板33は、外周側面が樹脂封止体39から露出している。実装基板30は、複数の接続電極30aに各はんだボール38を接合させて、半導体装置を主面に搭載している。
A
The
以上のように構成されることによって半導体素子で生じた熱は、高熱伝導材料である金のボンディングワイヤから放熱板に伝わり、平面方向に熱を拡散することが効率良くできる。また、この実施例では放熱板は、半導体装置の樹脂封止体外形寸法と同等またはそれ以上の大きさである。そのため樹脂封止体は、放熱板の環状体の上に成型されることになる(図5参照)。そのため放熱板の側面が雰囲気に露出されるので放熱効果が上昇する。 With the configuration described above, heat generated in the semiconductor element is transferred from the gold bonding wire, which is a high thermal conductivity material, to the heat radiating plate, and the heat can be efficiently diffused in the plane direction. In this embodiment, the heat radiating plate is equal to or larger than the outer dimension of the resin sealing body of the semiconductor device. Therefore, the resin sealing body is molded on the annular body of the heat sink (see FIG. 5). Therefore, since the side surface of the heat sink is exposed to the atmosphere, the heat dissipation effect is increased.
まず、図6を参照して実施例4を説明する。
図6は、半導体装置が搭載された実装基板の部分透視断面図である。
実装基板40には、半導体装置が搭載され、主面に接続電極40aを含む配線パターンが形成されている。半導体装置は、半導体素子41と、これが搭載された配線基板42と、配線基板42主面上の放熱板43とを備えている。半導体素子41は、主面に複数の接続電極41a及びダミー電極41bが形成されている。接続電極41aは、半導体素子41に形成された内部回路に電気的に接続され、ダミー電極41bは、この内部回路とは電気的に接続されていない。配線基板42は、主面に接続電極42a及び素子搭載部42bを含む配線パターンを有し、裏面に接続電極42cを含む配線パターンが形成されている。配線基板42の主面及び裏面の配線パターンは、配線基板42に埋め込まれたビア47により電気的に接続されている。また、配線基板42の裏面に形成された接続電極42cには、はんだボール48のような外部接続端子が接合されている。
First, Embodiment 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a partially transparent sectional view of a mounting substrate on which a semiconductor device is mounted.
A semiconductor device is mounted on the mounting substrate 40, and a wiring pattern including the connection electrode 40a is formed on the main surface. The semiconductor device includes a semiconductor element 41, a wiring board 42 on which the semiconductor element 41 is mounted, and a heat dissipation plate 43 on the main surface of the wiring board 42. The semiconductor element 41 has a plurality of connection electrodes 41a and dummy electrodes 41b formed on the main surface. The connection electrode 41a is electrically connected to an internal circuit formed in the semiconductor element 41, and the dummy electrode 41b is not electrically connected to the internal circuit. The wiring substrate 42 has a wiring pattern including the connection electrode 42a and the element mounting portion 42b on the main surface, and a wiring pattern including the connection electrode 42c is formed on the back surface. The wiring patterns on the main surface and the back surface of the wiring substrate 42 are electrically connected by vias 47 embedded in the wiring substrate 42. An external connection terminal such as a solder ball 48 is bonded to the connection electrode 42 c formed on the back surface of the wiring board 42.
配線基板42主面には半導体素子41及び放熱板43が搭載されている。半導体素子41は、素子搭載部42b上に接着剤(ダイアタッチ材)46により接合されている。また、配線基板42上には半導体素子41を囲むように環状の放熱板43が配線基板42の周辺部に沿って配置されている。
半導体素子41と外部接続端子であるはんだボール48とは第1のボンディングワイヤ44により電気的に接続される。第1のボンディングワイヤ44は、配線基板42主面の接続電極42a及び半導体素子41主面の接続電極41aにボンディングされる。半導体素子41から発生した熱の放熱経路は、第2のボンディングワイヤ45により構成される。第2のボンディングワイヤ45は、放熱板43上面の任意の位置と半導体素子41のダミー電極41bとに接続される。配線基板42に搭載された半導体素子41、放熱板43の一部、第1のボンディングワイヤ44及び第2のボンディングワイヤ45は、樹脂封止体49により封止される。放熱板43は、外周側面及び上面の外周部分が樹脂封止体49から露出している。実装基板40は、複数の接続電極40aに各はんだボール48を接合させて、半導体装置を主面に搭載している。
A semiconductor element 41 and a heat sink 43 are mounted on the main surface of the wiring board 42. The semiconductor element 41 is bonded to the element mounting portion 42b by an adhesive (die attach material) 46. An annular heat sink 43 is disposed on the wiring board 42 along the periphery of the wiring board 42 so as to surround the semiconductor element 41.
The semiconductor element 41 and the solder ball 48 which is an external connection terminal are electrically connected by a first bonding wire 44. The first bonding wire 44 is bonded to the connection electrode 42 a on the main surface of the wiring board 42 and the connection electrode 41 a on the main surface of the semiconductor element 41. A heat dissipation path for heat generated from the semiconductor element 41 is configured by the second bonding wire 45. The second bonding wire 45 is connected to an arbitrary position on the upper surface of the heat sink 43 and the dummy electrode 41 b of the semiconductor element 41. The semiconductor element 41 mounted on the wiring substrate 42, a part of the heat radiating plate 43, the first bonding wire 44 and the second bonding wire 45 are sealed with a resin sealing body 49. As for the heat sink 43, the outer peripheral side and the outer peripheral part of the upper surface are exposed from the resin sealing body 49. The mounting substrate 40 has the semiconductor device mounted on the main surface by bonding the solder balls 48 to the plurality of connection electrodes 40a.
以上のように構成されることによって半導体素子で生じた熱は、高熱伝導材料である金のボンディングワイヤから放熱板に伝わり、平面方向に熱を拡散することが効率良くできる。また、この実施例では放熱板は、半導体装置の樹脂封止体外形寸法以上の大きさである。そのために樹脂封止体は、実施例3と同様に放熱板の環状体の上に成型されることになる。すなわち、樹脂封止体エリアを実施例3よりさらに狭くすると放熱板の環状体上面が雰囲気中に露出される(図6参照)ため放熱効果が上昇する。さらに、露出した環状体表面には外付けのヒートシンクや放熱フィン、筐体などを接続することによりさらに放熱効果を上げることが可能となる。 With the configuration described above, heat generated in the semiconductor element is transferred from the gold bonding wire, which is a high thermal conductivity material, to the heat radiating plate, and the heat can be efficiently diffused in the plane direction. Further, in this embodiment, the heat radiating plate is larger than the outer dimension of the resin sealing body of the semiconductor device. Therefore, the resin sealing body is molded on the annular body of the heat sink as in the third embodiment. That is, if the resin sealing body area is made narrower than that of the third embodiment, the upper surface of the annular body of the heat radiating plate is exposed to the atmosphere (see FIG. 6), so that the heat radiation effect is increased. Furthermore, by connecting an external heat sink, heat radiating fin, housing, etc. to the exposed annular body surface, it is possible to further increase the heat radiating effect.
まず、図7を参照して実施例5を説明する。
図7は、半導体装置が搭載された実装基板の部分透視断面図である。
実装基板50には、半導体装置が搭載され、主面に接続電極50aを含む配線パターンが形成されている。半導体装置は、半導体素子51と、これが搭載された配線基板52と、配線基板52主面上の放熱板53とを備えている。
半導体素子51は、主面に複数の接続電極51a及びダミー電極51bが形成されている。接続電極51aは、半導体素子51に形成された内部回路に電気的に接続され、ダミー電極51bは、この内部回路とは電気的に接続されていない。配線基板52は、主面に接続電極52a及び素子搭載部52bを含む配線パターンを有し、裏面に接続電極52cを含む配線パターンが形成されている。配線基板52両面の配線パターンは、配線基板52に埋め込まれたビア57により電気的に接続されている。また、配線基板52の裏面に形成された接続電極52cには、はんだボール58のような外部接続端子が接合されている。
First, Embodiment 5 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a partially transparent sectional view of a mounting substrate on which a semiconductor device is mounted.
A semiconductor device is mounted on the mounting
The
配線基板52主面には半導体素子51及び放熱板53が搭載されている。半導体素子51は、素子搭載部52b上に接着剤(ダイアタッチ材)56により接合されている。また、配線基板52上には半導体素子51を囲むように環状の放熱板53が配線基板52の周辺部に沿って配置されている。
半導体素子51と外部接続端子であるはんだボール58とは第1のボンディングワイヤ54により電気的に接続される。第1のボンディングワイヤ54は、配線基板52主面の接続電極52a及び半導体素子51主面の接続電極51aにボンディングされる。半導体素子51から発生した熱の放熱経路は、第2のボンディングワイヤ55により構成される。第2のボンディングワイヤ55は、放熱板53上面の任意の位置と半導体素子51のダミー電極51bとに接続される。配線基板52に搭載された半導体素子51、放熱板53の一部、第1のボンディングワイヤ54及び第2のボンディングワイヤ55は、樹脂封止体59により封止される。放熱板53は、外周側面及び上面の外周部分が樹脂封止体59から露出している。放熱板53の樹脂封止体59から露出している上面には凹凸加工53aが施されている。実装基板50は、複数の接続電極50aに各はんだボール58を接合させて、半導体装置を主面に搭載している。
A
The
以上のように構成されることによって半導体素子で生じた熱は、高熱伝導材料である金のボンディングワイヤから放熱板に伝わり、平面方向に熱を拡散することが効率良くできる。また、この実施例では放熱板は、半導体装置の樹脂封止体外形寸法以上の大きさである。そのために樹脂封止体は、実施例3、4と同様に放熱板の環状体の上に成型されることになる。すなわち、樹脂封止体エリアを放熱板よりさらに狭くすると放熱板の環状体上面の一部が雰囲気中に露出され、そこに形成された凹凸加工が放熱フィンとしての機能を果たす(図7参照)ために放熱効果が上昇する。 With the configuration described above, heat generated in the semiconductor element is transferred from the gold bonding wire, which is a high thermal conductivity material, to the heat radiating plate, and the heat can be efficiently diffused in the plane direction. Further, in this embodiment, the heat radiating plate is larger than the outer dimension of the resin sealing body of the semiconductor device. Therefore, the resin sealing body is molded on the annular body of the heat sink similarly to the third and fourth embodiments. That is, when the resin sealing body area is made narrower than the heat sink, a part of the upper surface of the annular body of the heat sink is exposed to the atmosphere, and the uneven processing formed therein functions as a heat sink (see FIG. 7). Therefore, the heat dissipation effect increases.
1、21、31、41、51・・・半導体素子(チップ)
1a、21a、31a、41a、51a・・・半導体素子の接続電極
1b、21b、31b、41b、51b・・・半導体素子のダミー電極
2、32、42、52・・・配線基板
2a、2c、32a、32c、42a、42c、52a、52c・・・配線基板の接続電極
2b、32b、42b、52b・・・配線基板の素子搭載部
3、23、33、43、53・・・放熱板
4、24、34、44、54・・・第1のボンディングワイヤ
5、25、35、45、55・・・第2のボンディングワイヤ
6、26、27、36、46、56・・・接着剤(ダイアタッチ材)
7、37、47、57・・・ビア
8、38、48、58・・・はんだボール
9、29、39、49、59・・・樹脂封止体
10、30、40、50・・・実装基板
10a、30a、40a、50a・・・実装基板の接続電極
22・・・リードフレーム
22a・・・リードフレームの素子搭載部
22b・・・リードフレームのリード
22c・・・リードフレームのつりピン部
1, 21, 31, 41, 51... Semiconductor element (chip)
1a, 21a, 31a, 41a, 51a ... Semiconductor
7, 37, 47, 57 ... Via 8, 38, 48, 58 ...
Claims (5)
前記半導体素子が搭載された配線基板と、
前記配線基板主面の周辺部に沿って前記配線基板主面上に取り付けられた環状の放熱板と、
前記半導体素子の接続電極と前記配線基板上に形成された接続電極とを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、
前記半導体素子のダミー電極と前記放熱板とを接続する第2のボンディングワイヤと、
前記半導体素子、前記配線基板の一部、前記放熱板の少なくとも一部及び前記第1及び第2のボンディングワイヤとを封止する樹脂封止体とを備えたことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor element comprising a plurality of connection electrodes electrically connected to an internal circuit on a main surface and a plurality of dummy electrodes not electrically connected to the internal circuit;
A wiring board on which the semiconductor element is mounted;
An annular heat sink attached on the main surface of the wiring board along the periphery of the main surface of the wiring board;
A first bonding wire for electrically connecting the connection electrode of the semiconductor element and the connection electrode formed on the wiring board;
A second bonding wire connecting the dummy electrode of the semiconductor element and the heat sink;
A semiconductor device comprising: the semiconductor element; a part of the wiring substrate; at least a part of the heat dissipation plate; and a resin sealing body that seals the first and second bonding wires.
前記半導体素子が搭載されたリードフレームの素子搭載部と、
前記素子搭載部を支持する前記リードフレームの吊りピン部に前記半導体素子及び前記素子搭載部を囲むように取り付けられた環状の放熱板と、
前記半導体素子の接続電極と前記リードフレームのリードとを電気的に接続する第1のボンディングワイヤと、
前記半導体素子のダミー電極と前記放熱板とを接続する第2のボンディングワイヤと、
前記半導体素子、前記素子搭載部、前記放熱板の少なくとも一部、前記リードフレームのリードの一部、前記第1のボンディングワイヤ及び第2のボンディングワイヤとを封止する樹脂封止体とを備えたことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor element comprising a plurality of connection electrodes electrically connected to an internal circuit on the surface and a plurality of dummy electrodes not electrically connected to the internal electrodes;
An element mounting portion of a lead frame on which the semiconductor element is mounted;
An annular heat sink attached to the suspension pin portion of the lead frame that supports the element mounting portion so as to surround the semiconductor element and the element mounting portion;
A first bonding wire for electrically connecting the connection electrode of the semiconductor element and the lead of the lead frame;
A second bonding wire connecting the dummy electrode of the semiconductor element and the heat sink;
A resin sealing body for sealing the semiconductor element, the element mounting portion, at least a part of the heat dissipation plate, a part of the lead of the lead frame, and the first bonding wire and the second bonding wire; A semiconductor device characterized by the above.
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2005
- 2005-07-28 JP JP2005219224A patent/JP2007036035A/en active Pending
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