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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung
und ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung und insbesondere auf
eine Halbleitervorrichtung und ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung,
bei dem ein Element auf einem Substrat mit Harz bedeckt wird.
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Es
wurden unterschiedliche Halbleitervorrichtungen vorgeschlagen. Beispielsweise
beinhaltet eine elektronische Schaltvorrichtung, die in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 07-022722 offenbart wird, ein Substrat mit einer elektronischen Schaltung,
eine elektronische Komponente, die an dem Substrat mit der elektronischen
Schaltung angebracht ist, und ein Schutzharz, welches das Substrat mit
der elektronischen Schaltung und die elektronische Komponente bedeckt
und gleichzeitig einen Verbinder und das Substrat mit der elektronischen Schaltung
verbindet. Das Schutzharz ist aus einem wärmehärtenden
Harzmaterial ausgebildet, bei dem eine Mischung aus Epoxidharz und
anorganischem Pulver, d. h. ein Harzgrundstoff und ein Aushärtungsmittel,
welches den Harzgrundstoff aushärtet, vermischt sind. Das
Schutzharz verformt sich nicht leicht elastisch.
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Ein
in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2400-111435 offenbartes elektrisches/elektronisches
Modul beinhaltet ein Substrat mit einer elektronischen Schaltung,
eine elektronische Komponente, die an dem Substrat mit der elektronischen Schaltung
angebracht ist, einen Verbinder, der mit einer elektronischen Schaltung
des Substrates mit der elektronischen Schaltung so verbunden ist,
dass er lösbar mit einem externen elektronischen Schaltungssystem
verbunden ist, und eine Schicht aus wärmehärtendem
Harz, welche den Verbinder, die elektronische Komponente und das
Substrat mit der elektronischen Schaltung bedeckt.
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Bei
einem Herstellungsverfahren eines harzversiegelten optischen Halbleiters,
das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 11-254478 offenbart ist, wird durch das Spritzgussverfahren
unter Verwendung von thermoplastischem Harz zunächst ein
primäres Formprodukt mit einem Aufbau, der in eine Mehrzahl
von Bestandteilen unterteilt werden kann, hergestellt. In das primäre
Formprodukt wird ein optischer Halbleiter eingeführt und
so befestigt, dass eine einstückige Verbindung entsteht,
wodurch eine Einführungskomponente erhalten wird. Als Nächstes
wird die Einführungskomponente in einen Hohlraum einer
Form zum Schichtformen eingeführt und dort befestigt. Ein
geschmolzenes thermoplastisches Harz wird in den Hohlraum eingespritzt
mit Ausnahme eines Fensters zum Durchtritt von Licht des optischen
Halbleiters zum Ausbilden einer Überzugsschicht. Gleichzeitig
wird die übrige äußere Gestalt der Hülle
geformt. Dadurch wird ein mit Harz versiegeltes Formprodukt erhalten.
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Eine
in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-242344 offenbarte Leistungshalbleitervorrichtung
beinhaltet ein Formharz, welches einen Leistungshalbleiterchip-Befestigungsabschnitt
eines Substrates versiegelt, und einen ex ternen Verbindungsanschluss,
der von einem ringförmig ausgebildeten Harzversiegelungsabschnitt
hervorragt.
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An
dem Basisabschnitt auf der Substratseite in dem externen Verbindungsanschluss
ist ein Block aus einem synthetischen Harz vorgesehen, durch welchen
der externe Verbindungsanschluss hindurchgeht. An diesem Block ist
eine Formhaltefläche ausgebildet, gegen die eine Form zum
Formen des Harzversiegelungsabschnittes stößt.
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Ein
Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-116962 offenbart ist, beinhaltet die Schritte: Anordnen
eines externen Verbindungsanschlusses, der an einer elektrischen
Schaltung im Wesentlichen senkrecht angeschlossen ist, bezüglich
eines Substrates, auf dem eine elektrische Schaltung ausgebildet
ist, und Formen durch Laden eines Harzes in die Form nach dem Ausrichten
des Substrates, so dass ein Teil des externen Verbindungsanschlusses
in einen konkaven Abschnitt passt, der an einem vorbestimmten Abschnitt
der oberen Form oder unteren Form einer Form mit einem dazwischengefügten
Hilfsteil vorgesehen ist.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2001-237252 offenbart ein Herstellungsverfahren einer
Halbleitervorrichtung, welche ein Halbleitersubstrat beinhaltet
sowie ein Platzierungsteil, bei dem eine Zwischenverbindungsschicht
auf einer Hauptoberfläche einer Metallplatte mit einer
dazwischengefügten Isolationsschicht vorgesehen ist, oder
ein Platzierungsteil aus einer Metallplatte. Eine zischen dem Platzierungsteil
und dem Halbleitersubstrat angebrachte Zwischen-Metallplatte ist
mittels eines Hartlötmaterials, welches zumindest eines
der Elemente Sn, Sb, Ag, Cu, Ni, P, Bi, Zn, Au und In und Sn enthält,
befestigt.
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Auf
dem Halbleitersubstrat ist eine Mehrzahl von Montageelementen angeordnet
und ein Formharz zum Abdichten des Halbleitersubstrates und der Montageelemente
ist ausgebildet. Als Formharz wird Epoxidharz oder dergleichen verwendet.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 05-326589 offenbart ein Formgebungsverfahren zum Herstellen
einer Halbleitervorrichtungsstruktur zur Oberflächenmontage,
die eine Metallplatte und einen Plastikkörper beinhaltet.
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Da
jedoch gemäß der in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
07-022722 offenbarten Halbleitervorrichtung das Schutzharz
durch ein Harzmaterial ausgebildet ist, das sich nicht einfach verformen
lässt, kann das Schutzharz durch das Auftreten eines Risses
oder dergleichen beschädigt werden, wenn es eine vorbestimmte
externe Kraft entgegennimmt, beispielsweise wenn eine Zwischenverbindung
an dem Anschluss angeschlossen wird.
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Gemäß dem
Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 07-022722 offenbart ist, ist weiterhin in einem Harzeinspritzraum,
der durch eine obere Form und eine untere Form ausgebildet wird, ein
Substrat mit einer elektronischen Schaltung mit einer daran angebrachten
elektronischen Komponente angeordnet und ein Verbinder ist in einem
Eingriffsabschnitt positioniert, der in dem Harzeinspritzraum vorgesehen
ist. Das Harz wird dann in den Harzeinspritzraum geladen, wodurch
das Schutzharz ausgebildet wird.
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Hier
kann bei dem Vorgang des Ladens des Harzes in den Harzeinspritzraum
das Harz zwischen den Verbinder und den Eingriffsabschnitt gelangen und
den an dem Verbinder vorgesehenen Anschluss erreichen.
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In
dem elektrischen/elektronischen Modul, das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-111435 offenbart
ist, ist die Harzschicht, die die elektronische Komponente oder
dergleichen schützt, durch wärmehärtendes
Harz ausgebildet. Deshalb verformt sie sich nicht leicht und es
tritt leicht ein Riss auf, wenn eine externe Kraft angewandt wird,
die größer oder gleich einer vorbestimmten Größe
ist.
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Weiterhin
wird bei dem Herstellungsverfahren eines elektrischen/elektronischen
Moduls, das in der
japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-111435 offenbart ist,
die Formgebung durchgeführt, während das Modul
in einer Spritzpressmaschine angeordnet ist und das Harz auf das
Substrat geladen wird. Wenn das Harz eingebracht wird, kann jedoch
auch bei diesem Herstellungsverfahren des elektrischen/elektronischen
Moduls das Harz über die Oberfläche des Verbinders
laufen und eine Verbinderanschlussleitung erreichen, die an dem
Verbinder vorgesehen ist.
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Bei
der optischen Halbleitervorrichtung, die in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-254478 offenbart
ist, wird der Halbleiter in das kastenförmige primäre
Formprodukt eingeführt und nichts wird zwischen den Halbleiter
und das primäre Formprodukt eingefüllt. Folglich
wird die Wärme von dem Halbleiter kaum zu der Außenseite
abgeführt.
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Bei
der in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-242344 offenbarten Leistungshalbleitervorrichtung
ist das Abdichtungsharz, welches durch das Spritzpressverfahren
ausgebildet wird, auf dem Substrat angeordnet und der Isolationsblock
ist an dem äußeren Umfangsabschnitt des Substrates
angeordnet. Das Abdichtharz ist durch Epoxidharz ausgebildet und
ein Riss kann leicht auftreten, wenn eine externe Kraft angewendet
wird, die größer oder gleich einer vorbestimmten
Größe ist.
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Bei
dem Herstellungsverfahren einer Leistungshalbleitervorrichtung,
das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-242344 offenbart ist, kann das Harz zwischen die
obere Oberfläche des Harzblockes und die Form gelangen
und einen hervorstehenden Endabschnitt erreichen, wenn ein Abdichtungsharz
durch das Spritzpressverfahren zugeführt wird.
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Bei
dem Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, das in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 10-116962 offenbart ist, kann das Harz zwischen die
Form und den externen Verbindungsanschluss gelangen und an der Oberfläche des
externen Verbindungsanschlusses haften, wenn die Formgebung durchgeführt
wird durch Einfüllen des Harzes in die Form.
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Auch
bei der in der
japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-237252 offenbarten Halbleitervorrichtung
wird auf dem Halbleitersubstrat und dem Montageelement lediglich
das Formharz durch Epoxidharz oder dergleichen ausgebildet. Beim
Anschließen des Anschlusses oder dergleichen kann leicht
ein Riss auftreten, wenn eine externe Kraft zugeführt wird,
die größer oder gleich einer vorbestimmten Größe
ist.
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Bei
dem in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2001-237252 offenbarten Herstellungsverfahren einer
Halbleitervorrichtung kann ebenfalls das Harz zwischen den Anschluss
und die Form gelangen und an der Oberfläche des Anschlusses
haften, wenn das Formharz auf das Halbleitersubstrat geladen wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde durchgeführt angesichts der
vorstehenden Probleme und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung,
welches verhindern kann, dass Harz an einem Abschnitt eines Anschlusses
haftet, welcher freiliegt zum Anschließen einer externen Verbindungsleitung,
wenn ein Formharz auf einem Substrat und auf einem Element auf dem
Substrat ausgebildet wird. Weiterhin soll eine Halbleitervorrichtung
vorgesehen werden, die in der Lage ist, Wärme von den Elementen
zu der Außenseite abzuführen und bei der eine
Beschädigung der Elemente, eines Substrates, eines Formharzes
und dergleichen verhindert wird, sogar wenn von außen eine
externe Kraft zugeführt wird.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Herstellungsverfahren einer
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 und einer Halbleitervorrichtung
nach Anspruch 6.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein
Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung beinhaltet die
Schritte: Vorbereiten eines Substrates, eines plattenartigen Anschlussblocks, der
mit einem Abstand zu dem Substrat angeordnet ist und ein Durchgangsloch
aufweist, welches von einer ausgebildeten Seite die andere Seite
erreicht, und eines Anschlusses, der in das Durchgangsloch eingepasst
ist und von dem Anschlussblock hervorragt; und Vorbereiten einer
ersten Form und einer zweiten Form. Die erste Form weist einen ersten
konkaven Abschnitt auf, der in der Lage ist, das ausgebildete Substrat
aufzunehmen. Die zweite Form weist einen zweiten konkaven Abschnitt
auf, der in der Lage ist, den Anschlussblock aufzunehmen, und einen
dritten konkaven Abschnitt, der in dem zweiten konkaven Abschnitt
vorgesehen ist und in der Lage ist, den von dem ausgebildeten Anschlussblock
hervorstehenden Anschluss entgegenzunehmen. Das Herstellungsverfahren
beinhaltet weiter die Schritte: Anordnen des Substrates in dem ersten
konkaven Abschnitt; Anordnen des Anschlussblockes in dem zweiten
konkaven Abschnitt und Anordnen des Anschlusses in dem dritten konkaven
Abschnitt zum Blockieren einer Öffnung des zweiten konkaven
Ab schnitts durch den Anschlussblock; und Einbringen eines Harzes
zwischen das Substrat und den Anschlussblock in einem Zustand, in
dem ein Randabschnitt des Anschlussblockes zwischen der ersten Form
und der zweiten Form gehalten wird zum Ausbilden eines Formharzes
auf dem Substrat.
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Eine
Halbleitervorrichtung gemäß eines Aspektes der
vorliegenden Erfindung beinhaltet: ein Substrat mit einer ersten
Hauptoberfläche; ein auf der ersten Hauptoberfläche
des Substrates vorgesehenes Element; ein auf der ersten Hauptoberfläche des
Substrates und auf dem Element ausgebildetes Formharz; einen Anschlussblock
mit einer zweiten Hauptoberfläche, die auf dem Formharz
angeordnet ist, und einer dritten Hauptoberfläche, die
gegenüberliegend der zweiten Hauptoberfläche angeordnet ist.
Der Anschlussblock weist ein Durchgangsloch auf, welches die dritte
Hauptoberfläche ausgehend von der ausgebildeten zweiten
Hauptoberfläche erreicht. Der Anschlussblock bedeckt eine
Deckfläche des Formharzes und ist in der Lage, sich elastisch
zu verformen durch eine Last, die geringer ist als jene, die zur
elastischen Verformung des Formharzes erforderlich ist. Die Halbleitervorrichtung
beinhaltet weiterhin einen Anschluss, der mit dem Element verbunden
ist, durch das Formharz hindurchgeht, in das Durchgangsloch des
Anschlussblockes eingefügt ist und über die dritte
Hauptoberfläche ragt.
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Gemäß dem
Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung der vorliegenden
Erfindung kann bei dem Schritt des Ausbildens eines Formharzes auf
dem Substrat und auf dem auf das Substrat montierten Element verhindert
werden, dass das Harz an einem Abschnitt eines Anschlusses haftet, der
zum Anschließen einer externen Verbindungsleitung oder
dergleichen dient.
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Gemäß der
Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann Wärme
von den Elementen zu der Außenseite gut abgeführt
werden und eine Beschädigung des Formharzes, wenn von außen
eine externe Kraft zugeführt wird, kann verhindert werden.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Figuren.
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung, die in 1 gezeigt
ist.
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3 ist
eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung, bei der ein Anschlussblock
und ein Formharz nicht gezeigt sind.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Hauptanschlusses.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Steueranschluss und einen
Steueranschluss-Unterstützungsblock zeigt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die einen ersten Schritt eines Herstellungsverfahrens
einer Halbleitervorrichtung zeigt.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die einen zweiten Schritt nach dem ersten
Schritt des Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtung, welche
in 6 gezeigt ist, zeigt.
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8 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Form zeigt, welche verwendet
wird, wenn das Formharz der Halbleitervorrichtung ausgebildet wird.
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9 ist
eine Querschnittsansicht, die einen dritten Schritt nach dem zweiten
Schritt des Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtung, der
in 7 gezeigt ist, zeigt.
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Eine
Halbleitervorrichtung und ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter
Bezugnahme auf 1 bis 9 beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist
eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung 100, die
in 1 gezeigt ist. 3 ist eine
Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung 100, bei der
ein Anschlussblock 182 und ein Formharz 174 nicht
gezeigt sind.
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In
dem in 1, 2 und 3 gezeigten Beispiel
beinhaltet die Halbleitervorrichtung 100 ein Substrat 172 mit
einer Hauptoberfläche 173, eine Mehrzahl von Elementen 110, 120, 130, 140,
die auf der Hauptoberfläche 173 des Substrates 172 vorgesehen
sind, ein Formharz 174, das auf der Hauptoberfläche 173 des
Substrates 172 und auf den Elementen 130, 140 ausgebildet
ist, und einen Anschlussblock 182, der die Deckfläche
des Formharzes 174 bedeckt.
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Die
Elemente 110, 120, 130, 140 sind
beispielsweise IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate),
FwDis (Freilaufdioden) oder dergleichen.
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Das
Substrat 172 beinhaltet Wärmeabführungsplatten 160, 161,
die die Hauptoberfläche 173 definieren, eine Isolationsplatte 170,
die bezüglich der Wärmeabführungsplatten 160, 161 der
Hauptoberfläche 173 gegenüberliegend
angeordnet ist, und eine Metallplatte 171, die bezüglich
der Isolationsplatte 170 der Wärmeabführungsplatte 160 gegenüberliegend
angeordnet ist.
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Die
Isolationsplatte 170 wird durch ein Isolationsharz ausgebildet
und Epoxidharz oder dergleichen kann hierfür verwendet
werden. Als Materialien zum Ausbilden der Metallplatte 171 oder
der Wärmeabführungsplatte 160 können
Kupfer, Aluminium oder dergleichen verwendet werden.
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Die
in dem Element 110 oder dergleichen durch Betrieb der Halbleitervorrichtung 100 erzeugte Wärme
wird von der Wärmeabführungsplatte 161 über
die Isolationsplatte 170 zu der Metallplatte 171 übertragen,
von wo die Wärme zu der Außenseite abgegeben wird.
Da die Elemente 110, 120, 130, 140 durch
Formharz 174 bedeckt sind, wird die Wärme ebenfalls
von den Oberflächen der Elemente 110, 120, 130, 140 gut
abgegeben, wodurch die Elemente 110, 120, 130, 140 gut
gekühlt werden. Da weiterhin die Metallplatte 171 vom
Formharz 174 nicht bedeckt ist, kann die Wärme
gut zu der Außenseite abgeführt werden.
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Die
Wärmeabführungsplatten 160, 161 sind mit
einem Abstand zueinander auf der oberen Oberfläche der
Isolationsplatte 170 angeordnet. Auf der Hauptoberfläche 173 der
Wärmeabführungsplatte 161 sind das Element 130,
das Element 140 und der Steueranschluss-Unterstützungsblock 150 mit
einem Abstand voneinander angeordnet. Auf der Hauptoberfläche 175 der
Wärmeabführungsplatte 160 sind das Element 120,
das Element 110 und ein Steueranschluss-Unterstützungsblock 149 mit
einem Abstand voneinander angeordnet.
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Auf
der oberen Oberfläche des Formharzes 174 ist ein
Anschlussblock 182 angeordnet. Als ein Ergebnis können
das Formharz 174, das Substrat 172, das Element 110 und
dergleichen durch den Anschlussblock 182 geschützt
werden, sogar wenn eine externe Kraft auf die Halbleitervorrichtung 100 wirkt.
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Das
Formharz 174 wird beispielsweise durch ein Spritzpressverfahren
ausgebildet und wird aus wärmehärtendem Harz wie
beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS) ausgebildet.
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Der
Anschlussblock 182 ist in einer plattenartigen Gestalt
ausgebildet und aus thermoplastischem Harz wie beispielsweise Polyphenylensulfid
(PPS), Polybutylenterephthalat (PBT) oder dergleichen ausgebildet.
Der Anschlussblock 182 verformt sich elastisch leichter
als das Formharz 174 und der Anschlussblock 182 verformt
sich elastisch bei einer geringeren Last, wie sie zur Verformung
des Substrates 172 erforderlich wäre.
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Als
ein Ergebnis kann die externe Kraft durch den Anschlussblock 182,
der sich elastisch verformen kann, verteilt werden, sogar wenn eine
externe Kraft von außerhalb zugeführt wird, und
das Formharz 174, das Substrat 172, das Element 110 und dergleichen
können geschützt werden.
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Wie
in 2 gezeigt ist auf dem Element 110 und
dem Element 120 ein Hauptanschluss 155 vorgesehen
und auf dem Element 130 und dem Element 140 ein
Hauptanschluss 154 vorgesehen. Ein Hauptanschluss 151,
der über die Wärmeabführungsplatte 160 reicht,
ist vorgesehen.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des Hauptanschlusses 155.
Wie in 4 und der oben beschriebenen 3 gezeigt,
enthält der Hauptanschluss 155: einen Elementverbindungsabschnitt 201,
der mit den Elementen 110, 120 verbunden ist; einen Verbindungsabschnitt 203,
der sich von oberhalb der Wärmeabführungsplatte 160 bis
oberhalb der Wärmeabführungsplatte 161 erstreckt;
und einen Substratanschlussabschnitt 204, der über
einen Stufenabschnitt 205 mit dem Verbindungsabschnitt 203 und
mit der Wärmeabführungsplatte 161 verbunden ist.
Der Hauptanschluss 155 beinhaltet weiterhin einen aufrechten
bzw. vertikalen Abschnitt 202, der mit dem Verbindungsabschnitt 203 verbunden
ist und sich nach oben erstreckt, sowie einen gekrümmten Abschnitt 206,
der ausgehend von einem oberen Ende des aufrechten Abschnitts 202 umgebogen
ist und mit einem Durchgangsloch 207 versehen ist.
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In 1, 2 und 3 erstrecken
sich die Hauptanschlüsse 151, 154 zu
dem äußeren Umfangsabschnitt der Isolationsplatte 170,
welcher dem äußeren Umfangsabschnitt, an dem der
Hauptanschluss 155 angeordnet ist, gegenüberliegt.
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Der
Hauptanschluss 151 beinhaltet: einen Verbindungsabschnitt 221,
der an die Wärmeabführungsplatte 160 gelötet
ist; einen aufrechten bzw. vertikalen Abschnitt 222, der
sich von einem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 222 nach oben
erhebt; und einen gekrümmten Abschnitt 223, der
von einem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 222 umgebogen
ist und mit einem Durchgangsloch 224 versehen ist.
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Der
Hauptanschluss 154 beinhaltet: einen Verbindungsabschnitt 225,
auf den Elemente 130, 140 gelötet sind;
einen aufrechten bzw. vertikalen Abschnitt 226, der sich
von einem Ende des Verbindungsabschnitts 225 nach oben
erhebt; und einen gekrümmten Abschnitt 127, der
von einem oberen Ende des vertikalen Abschnitts 226 umgebogen
ist und mit einem Durchgangsloch 228 versehen ist.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Steueranschluss 153 und
einen Steueranschluss-Unterstützungsblock 150 zeigt.
Wie in 5 gezeigt, ist auf der oberen Oberfläche
des Steueranschluss-Unterstützungsblockes 150 ein
Kerbabschnitt 156 ausgebildet, an dem der Steueranschluss 153 angebracht
ist.
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Der
Steueranschluss 153 beinhaltet einen Verbindungsabschnitt 251,
der mit dem Element 130 verbunden wird, einen Sitzabschnitt 252,
welcher mit dem Verbindungsabschnitt 251 verbunden ist
und innerhalb des Kerbabschnitts 156 angebracht ist, und einen
aufrechten bzw. vertikalen Abschnitt 253, der sich von
einer Endposition des Sitzabschnitts 252 nach oben erhebt.
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Der
Steueranschluss 152 ist ähnlich dem Steueranschluss 153 ausgebildet
und weist einen Verbindungsabschnitt auf, der mit dem Element 110 verbunden
ist, einen Sitzabschnitt, der an einem Kerbabschnitt angebracht
ist, welcher an dem Steueranschluss-Unterstützungsblock 149 ausgehend
von der Verbindungsposition ausgebildet ist, und einen aufrechten
bzw. vertikalen Abschnitt, welcher sich von dem Sitzabschnitt nach
oben erhebt.
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Während
die Hauptanschlüsse 155, 154 und die
Steueranschlüsse 152, 153 entsprechend
auf die Elemente gelötet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf diese Ausführungsweise beschränkt. Beispielsweise
können die Anschlüsse mit dem Anschlussblock 182 so
verbunden sein, dass sie an ihm hängen und ihre Enden können über
einen Metalldraht jeweils über eine Bondverbindung mit
einem Element verbunden sein.
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Hier
beinhaltet der Anschlussblock 182 in 1 und 2 eine
Hauptoberfläche 187, welche auf der Deckfläche
des Formharzes 174 angeordnet ist, und eine Hauptoberfläche 186,
welche der Hauptoberfläche 187 gegenüberliegend
angeordnet ist. Ein Durchgangsloch 188a, das ausgehend
von der Hauptoberfläche 187 die Hauptoberfläche 186 erreicht,
ist an dem Anschlussblock 182 ausgebildet.
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In
der Hauptoberfläche 187 des Anschlussblockes 182 ist
ein dicker Abschnitt 176 an dem Abschnitt ausgebildet,
der das Durchgangsloch 188a begrenzt. Der dicke Abschnitt 176 ist
dicker ausgebildet als der Abschnitt, der in dem Anschlussblock 182 um
den dicken Abschnitt 176 herum angeordnet ist.
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Der
aufrechte bzw. vertikale Abschnitt 253 des Steueranschlusses 153 ist
in das Durchgangsloch 188a eingesetzt und ragt von der
Hauptoberfläche 186 des Anschlussblockes 182 hervor.
Der aufrechte Abschnitt 253 ist fest in das Durchgangsloch 188a eingepasst.
An dem Anschlussblock 182 ist ein Beinabschnitt 189 ausgebildet,
welcher von der Hauptoberfläche 187 zu der Hauptoberfläche 173 des
Substrates 172 ragt, durch das Formharz 174 hindurchgeht,
und die Hauptoberfläche 173 erreicht.
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An
dem äußeren Umfangsabschnitt des Anschlussblockes 182 sind
ein externer Anschlussunterstützungsblock 181,
in den Muttern 191, 192 eingelassen sind, und
ein externer Anschlussunterstützungsblock 183 vorgesehen,
in den eine Mutter 193 eingelassen ist. Die externen Anschlussunterstützungsblöcke 181, 183 sind
dicker ausgebildet als die übrigen Abschnitte des Anschlussblocks 182.
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An
dem externen Anschlussunterstützungsblock 181 sind
Durchgangslöcher 188c, 188e ausgebildet,
welche ausgehend von der Hauptoberfläche 187 die
Hauptoberfläche 186 erreichen. Auch an dem externen
Anschlussunterstützungsblock 183 ist ein Durchgangsloch 188b ausgebildet,
welches ausgehend von der Hauptoberfläche 187 die
Hauptoberfläche 186 erreicht.
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In
das Durchgangsloch 188c des externen Anschlussunterstützungsblockes 181 ist
der aufrechte Abschnitt 226 des Hauptanschlusses 154 eingepasst
und in das Durchgangsloch 188e ist der aufrechte Abschnitt 222 des
Hauptanschlusses 151 eingepasst. Der gekrümmte
Abschnitt 227 des Hauptanschlusses 154 ist auf
der Deckfläche des externen Anschlussunterstützungsblockes 181 angeordnet. Das
Durchgangsloch 228, welches an dem gekrümmten
Abschnitt 227 ausgebildet ist, ist über einem
Schraubloch der Mutter 192 angeordnet, welche in den externen
Anschlussunterstützungsblock 181 eingelassen ist.
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Der
gekrümmte Abschnitt 223 des Hauptanschlusses 151 ist
auf der Deckfläche des externen Anschlussunterstützungsblocks 181 angeordnet. Das
Durchgangsloch 224 des gekrümmten Abschnitts 223 ist über
einem Schraubloch der Mutter 191 angeordnet. In das Durchgangsloch 188b des externen
Anschlussunterstützungsblockes 183 ist der aufrechte
Abschnitt 202 des Hauptanschlusses 155 eingepasst.
Der gekrümmte Abschnitt 206 ist auf dem externen
Anschlussunterstützungsblock 183 angeordnet. Das
Durchgangsloch 207, welches an dem gekrümmten
Abschnitt 206 ausgebildet ist, ist über einem
Schraubloch der Mutter 193 angeordnet.
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In
die Durchgangslöcher 207, 224, 228 der gekrümmten
Abschnitte 206, 223, 227 bzw. die Schraublöcher
der Muttern 191, 192, 193 sind nicht gezeigte
Bolzen geschraubt und mit einer nicht gezeigten externen Anschlussleiste
verbunden. Während bei der vorliegenden Ausführungsform
die externe Anschlussleiste durch die in den Anschlussblock 182 eingelassenen
Muttern und nicht gezeigten Bolzen und dergleichen befestigt ist,
ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsweise
beschränkt. Beispielsweise können Vorsprünge
vorgesehen werden, die von den Deckflächen der externen Anschlussunterstützungsblöcke 181, 183 so
hervorragen, dass sie in das Durchgangsloch 224 des Hauptanschlusses 151,
das Durchgangsloch 228 des Hauptanschlusses 154 und
das Durchgangsloch 207 des Hauptanschlusses 155 eingeführt
werden. Anstelle des Umbiegens der Hauptanschlüsse 151, 154, 155 über
der Hauptoberfläche 186 des Anschlussblockes 182 können
die Hauptanschlüsse in Stiftgestalt ausgebildet werden,
so dass sie sich bezüglich des Anschlussblocks 182 erheben.
Auf diese Weise können die externen Anschlussunterstützungsblöcke 181, 183 und
die Muttern 191, 192, 193 weggelassen
werden.
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Da
der Anschlussblock 182 durch Harz ausgebildet ist, das
leichter elastisch verformt werden kann als das Formharz 174,
wie oben beschrieben, kann eine Beschädigung des Anschlussblocks 182 verhindert
werden, sogar wenn eine externe Kraft dem Formharz zugeführt
wird, wenn die Bolzen in die Muttern 191, 192, 193 geschraubt
werden.
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An
der Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 ist
ein Flanschabschnitt 185 ausgebildet, der von der Umfangsoberfläche
hervorragt. Der Flanschabschnitt 185 erstreckt sich ringförmig,
d. h. rundherum.
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Bezugnehmend
auf 6 bis 8 wird ein Herstellungsverfahren
der Halbleitervorrichtung 100 beschrieben. 6 ist
eine Querschnittsansicht, die einen ersten Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung 100 zeigt. Wie in 6 gezeigt, werden
auf die Hauptoberfläche der Wärmeabführungsplatte 160 die
Elemente 130, 140, der Steueranschlussunterstützungsblock 150 und
dergleichen gelötet. Weiterhin werden auf das angelötete
Element 130 und die weiteren die Hauptanschlüsse 154, 155 und
der Steueranschluss 153 gelötet.
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7 ist
ein zweiter Schritt nach dem ersten Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung 100, der in 6 gezeigt
ist. Wie in 7 gezeigt, wird auf der Deckfläche
der Wärmeabführungsplatte 160, wo das
Element 110 und die anderen angelötet sind, der
Anschlussblock 182 angebracht.
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Hier
wird der Steueranschluss 153 in das Durchgangsloch 188a eingepasst
und die Hauptanschlüsse 154, 155 werden
in die Durchgangslöcher 188c, 188b eingepasst.
Danach werden bei den Hauptanschlüssen 154 und 155 Abschnitte,
die von der Hauptoberfläche 186 des Anschlussblocks 182 hervorragen,
umgebogen und über den Deckflächen der externen
Anschlussunterstützungsblöcke 181, 183 angeordnet.
Weiterhin werden aufeinanderfolgend an der Bodenfläche
der Wärmeabführungsplatte 160 die Isolierungsplatte 170 und
die Metallplatte 171 angebracht.
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Dadurch
wird ein geformtes Produkt 300 hergestellt, welches beinhaltet:
eine Isolationsplatte 170, Elemente 130, 140 und
einen Steueranschluss-Unterstützungsblock 150,
welche auf die Hauptoberfläche 173 der Isolationsplatte 170 montiert
sind, einen Steueranschluss 153, einen Hauptanschluss 154, der
mit jedem Element verbunden ist und über die Hauptoberfläche 186 des
Anschlussblockes 182 ragt und weiteres.
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8 ist
eine Querschnittsansicht einer Form 200, die beim Ausbilden
des Formharzes der Halbleitervorrichtung 100 verwendet
wird.
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Wie
in 8 gezeigt beinhaltet die Form 200 eine
obere Form 210 und eine untere Form 230. Die Form 200 enthält
weiterhin im Innern einen Hohlraum 250, eine Eingießmulde 285,
die mit dem Hohlraum 250 verbunden ist, und einen Hafen 280,
der mit der Eingießmulde 285 in Verbindung steht.
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Der
Hohlraum 250 wird begrenzt durch einen konkaven Abschnitt 231,
der an der oberen Form 210 ausgebildet ist, und einen kon kaven
Abschnitt 240, der an der unteren Form 230 ausgebildet
ist.
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Der
konkave Abschnitt 240 kann das Substrat 172 entgegennehmen.
Der konkave Abschnitt 231 enthält einen Steueranschlussaufnahmeabschnitt 212,
der einen Abschnitt des Steueranschlusses 153 aufnehmen
kann, welcher von der Hauptoberfläche 186 des
Anschlussblocks 182 emporragt, und Unterstützungsblockaufnahmeabschnitte 211, 213,
welche externe Anschlussunterstützungsblöcke 181, 183 aufnehmen
können. Weiterhin ist an der oberen Form 210 ein
Flanschabschnitt-Aufnahmeabschnitt 214 ausgebildet, welcher
den Flanschabschnitt 185 des Anschlussblocks 182 aufnehmen kann.
Der Flanschabschnitt-Aufnahmeabschnitt 214 erstreckt sich
entlang des Randes der Öffnung des konkaven Abschnitts 231.
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Der
Hafen 280 ist zylindrisch ausgebildet. Innerhalb des Hafens 280 ist
gleitbar ein Stempel 290 dergestalt vorgesehen, dass er
eine innerhalb des Hafens 280 angebrachte Versiegelungstablette
drücken kann.
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9 ist
eine Querschnittsansicht, die einen dritten Schritt nach dem zweiten
Schritt des Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtung 100,
der in 7 gezeigt ist, zeigt. Wie in 9 gezeigt,
ist ein geformtes Produkt 300 innerhalb des Hohlraums 250 angebracht.
Das Substrat 172 ist in dem konkaven Abschnitt 240 der
unteren Form 230 angeordnet. Der Anschlussblock 182 sowie
der Steueranschluss 153 und die Hauptanschlüsse 151, 154, 155,
welche auf der Hauptoberfläche 186 des Anschlussblockes 182 angeordnet
sind, sind in den konkaven Abschnitt 231 der oberen Form 210 eingepasst.
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Wenn
der Anschlussblock 182 in den konkaven Abschnitt 231 eingepasst
ist, sind somit die Hauptoberfläche 187 des Anschlussblocks 182 und der
Abschnitt der unteren Oberfläche der oberen Form 210,
der der Öffnung des konkaven Abschnitts 231 benachbart
ist, im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau.
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Der
an der Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 ausgebildete
Flanschabschnitt 185 passt in den Flanschabschnitt-Aufnahmeabschnitt 214 und
wird zwischen der unteren Form 230 und der oberen Form 210 durch
die untere Form 230 und die obere Form 210 gehalten.
In dem in 9 gezeigten Beispiel halten
die obere Form 210 und die untere Form 230 nicht
nur den Flanschabschnitt 185 des Anschlussblocks 182 zwischen
sich, sondern ebenfalls einen äußeren Umfangsabschnitt
des Anschlussblocks 182.
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Hier
ist der Anschlussblock 182 über eine Mehrzahl
von Beinabschnitten 189 bezüglich des Substrats 172 angeordnet.
Zwischen der Hauptoberfläche 187 des Anschlussblocks 182 und
dem Substrat 172 wird ein Raum R definiert. Die Öffnung
der Eingussmulde 285 ist zwischen der Hauptoberfläche 187 des
Anschlussblocks 182 und der Hauptoberfläche 173 des
Substrats 172 angeordnet.
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Die
Versiegelungstablette 291 wird in den Hafen 280 eingeführt.
Wenn ein Spritzpressverfahren durchgeführt wird, wenn der
Stempel 290 die Versiegelungstablette 291 in den
Hafen 280 drückt, wird hier die Form 200 so
aufgeheizt, dass sie beispielsweise die Temperatur von ungefähr
180°C erreicht.
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Wenn
die Form 200 aufgeheizt wird, wird dadurch der in der oberen
Form 210 angebrachte Anschlussblock 182 ebenfalls
aufgeheizt und der Anschlussblock 182 dehnt sich thermisch
in dem konkaven Abschnitt 231 aus. Als ein Ergebnis sind
zumindest die Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 und
die innere Umfangsoberfläche der oberen Form 210,
welche den konkaven Abschnitt 231 begrenzt, in engem Kontakt
zueinander und der Flächendruck zwischen der Umfangsoberfläche
des Anschlussblocks 182 und der inneren Umfangsoberfläche
der oberen Form 210 wächst an. Das ther moplastische
Harz, welches den Anschlussblock 182 ausbildet, hat einen
Schmelzpunkt, der höher ist als jener des wärmehärtenden
Harzes, das das Formharz 174 ausbildet. Sogar wenn die
Temperatur der Form 200 180°C übersteigt,
wird dadurch verhindert, dass der Anschlussblock 182 weich
wird.
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Als
ein Ergebnis des Drückens des Stempels 290 und
des Verformens der Versiegelungstablette 291 dringt das
Harz durch die Eingussmulde 285 und gelangt in den Hohlraum 250.
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Da
die obere Form 210 und die untere Form 230 zwischen
sich den Flanschabschnitt 185 und den äußeren
Umfangsabschnitt des Anschlussblocks 182 halten, wird hier
verhindert, dass das zugeführte Harz zwischen die innere
Umfangsoberfläche der oberen Form 320 und die
Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 gelangt.
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Wenn
das Harz von der Eingussmulde 285 zugeführt wird,
wird das Harz in den Raum R geladen, während es den Anschlussblock 182 gegen
die obere Form 210 drückt. Dies erhöht
weiterhin den Flächendruck zwischen der oberen Form 210 und dem
Anschlussblock 182, was das Eindringen des Harzes zwischen
die Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 und
die innere Umfangsoberfläche der oberen Form 210 verhindert.
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Da
es möglich ist, das Eindringen des Harzes zwischen die
obere Form 210 und den Anschlussblock 182 zu verhindern,
ist es somit möglich, zu verhindern, dass das Harz die
Abschnitte der Hauptanschlüsse 151, 154, 155 erreicht,
die auf der Hauptoberfläche 186 des Anschlussblocks 182 angeordnet
sind, oder den Abschnitt des Steueranschlusses 153, welcher
auf der Hauptoberfläche 186 des Anschlussblocks 182 angeordnet
ist. Weiterhin ist es ebenfalls möglich die Ausbildung
eines Harzfilms an der Umfangsoberfläche des Anschlussblocks 182 oder
dergleichen zu verhindern.
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Als
ein Ergebnis des Aushärtens des hineingeladenen Harzes
wird das Formharz 174 ausgebildet, welches die Umfangsoberfläche
der Isolationsplatte 170 und die Hauptoberfläche 173 bedeckt
und ebenfalls die Hauptanschlüsse 151, 154, 155 und
die Steueranschlüsse 152, 153, welche
zwischen dem Anschlussblock 182 und dem Substrat 172 angeordnet
sind, die Elemente 110, 120, 130, 140,
die auf der Hauptoberfläche 173 des Substrats 172 montiert
sind und die Steueranschluss-Unterstützungsblöcke 149, 150 bedeckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 07-022722 [0002, 0011, 0012]
- - JP 2400-111435 [0003]
- - JP 11-254478 [0004, 0016]
- - JP 10-242344 [0005, 0017, 0018]
- - JP 10-116962 [0007, 0019]
- - JP 2001-237252 [0008, 0010, 0020, 0021]
- - JP 2004-111435 [0014, 0015]