DE102009042399B4 - Leistungshalbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Leistungshalbleitervorrichtung mit: einem Substrat (21), das ein Schaltungsmuster (20) auf einer oberen Oberfläche davon aufweist; einem Halbleiterelement (22, 24), das an dem Schaltungsmuster (20) befestigt ist; einer zylindrischen Elektrode (12) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und einem offenen Ende an dem zweiten Ende, wobei die zylindrische Elektrode (12) aufrecht auf dem Substrat (21) derart angebracht ist, dass ihr erstes Ende an dem Schaltungsmuster (20) befestigt ist, wobei die zylindrische Elektrode (12) einen Abschnitt enthält, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als ein anderer Abschnitt der zylindrischen Elektrode (12); und einer Harzverpackung (10), die das Substrat (21), das Halbleiterelement (22, 24) und die zylindrische Elektrode (12) derart abdeckt, dass eine hintere Oberfläche des Substrates (21) und das zweite Ende der zylindrischen Elektrode (12) zu Luft offen liegen, wobei der Abschnitt mit dem größeren Innendurchmesser an dem zweiten Ende der zylindrischen Elektrode (12) vorgesehen ist, und wobei die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser an dem zweiten Ende kleiner ist als bei dem anderen Abschnitt, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu der Kante des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu allmählich größer werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür, bei denen ein Teil einer zylindrischen Elektrode vom Harz freigelegt ist.
  • DE 10 2008 008 141 A1 beschreibt ein Halbleitermodul zum Montieren an ein Kühlelement. Insbesondere weist das Halbleitermodul ein Modulgehäuse auf, dessen eine Seite dem Kühlelement zugewandt ist und dessen andere Seite eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist. Jede der Öffnungen weist eine Grenze auf, die durch einen internen Kontakt abgedichtet ist, der elektrisch mit einer Komponente des Halbleitermoduls verbunden ist.
  • JP 2007 184 315 A offenbart ein Leistungshalbleitermodul, das mit Harz versiegelt ist. In der Oberfläche des Harzgehäuses sind Steckverbinderbuchsen vorgesehen.
  • DE 10 2006 051 454 A1 beschreibt eine Halbleitervorrichtung mit einer Grundplatte, einem isolierenden Substrat auf der Grundplatte und einer Verdrahtungsmusterschicht auf dem isolierenden Substrat. Weiterhin ist auf der Verdrahtungsmusterschicht mindestens ein Halbleiterchip befestigt, welcher eine Oberflächenelektrode aufweist. Auf zumindest einer der Oberflächenelektroden ist ein Hauptanschluss über eine leitende Haftschicht angeschlossen. Eine Harzverpackung bedeckt das isolierende Substrat, die Verdrahtungsmusterschicht, den Halbleiterchip, die leitende Haftschicht und zumindest einen Abschnitt des Hauptanschlusses.
  • DE 10 2008 029 829 A1 beschreibt eine vertikal nach oben zu kontaktierende Halbleitervorrichtung. Dabei ragen Kontaktkörper von den Halbleiterchips nach oben und sind wenigstens mit Teilbereichen in einer den Halbleiter umgebenden gespritzten Umhüllungs-Moldmasse ausgebildet.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung weist einen Aufbau auf, bei dem Halbleiterelemente wie ein Leistungs-MOSFET oder ein IGBT (bipolarer Transistor mit isoliertem Gate) und eine Diode mit einem Harz so abgedichtet sind, dass sie eingekapselt und geschützt sind.
  • Die Harzeinkapselung wird ausgeführt durch Benutzen eines Spritzpressprozesses. Das heißt, Injektion von Gießharz in einen Hohlraum, der aus Metalldruckgießformen gebildet ist, wird ausgeführt, nachdem eine Halbleitervorrichtungsanordnung in den Hohlraum eingeführt ist. Es soll angemerkt werden, dass die Halbleitervorrichtungsanordnung, die mit dem Harz abzudichten ist, eine Struktur aufweist, bei der Halbleiterelemente und zylindrische Elektroden auf einem Schaltungsmuster verbunden sind, das an einem Metallbasissubstrat vorgesehen ist.
  • Die zylindrische Elektrode ist ein Teil, das mit dem zuvor erwähnten Halbleiterelement in dem Harz so verbunden ist, dass das Halbleiterelement mit einer externen Schaltung verbunden ist.
  • Daher wird Spritzpressen auf solch eine Weise ausgeführt, dass die zylindrische Elektrode aufrecht an dem Metallbasissubstrat derart angebracht wird, dass ein Ende der zylindrischen Elektrode mit einem offenen Ende von dem Harz frei liegt.
  • Bei dem Spritzpressprozess wird, da Klemmen der Formen zum Einschließen der Halbleitervorrichtungsanordnung zwischen einer oberen Druckgießform und einer unteren Druckgießform ausgeführt wird, die Injektion des Gießharzes in den Hohlraum, der durch die Metallformen gebildet ist, unter der Bedingung ausgeführt, dass das eine Ende der zylindrischen Elektrode in Kontakt mit der inneren Wand der oberen Druckgießform steht.
  • Von dem Gesichtspunkt des Sicherstellens der Zuverlässigkeit der Leistungshalbleitervorrichtung ist es wünschenswert, dass die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung mit der Höhe des Hohlraumes übereinstimmt, der durch die Gießformen gebildet ist, zum Vermeiden eines übermäßigen Druckes, dass er auf die Halbleitervorrichtungsanordnung ausgeübt wird, wenn die Gießformen geklemmt werden.
  • Techniken zum Erhöhen der Zuverlässigkeit der Leistungshalbleitervorrichtung sind zum Beispiel in der JP 2007-184315 A und der JPH 10-116 962 A offenbart.
  • Es ist üblich für die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung, dass sie einen bestimmten Variationsbetrag in Abhängigkeit von den Dickenvariationen des Metallbasissubstrates, der Höhenvariationen der zylindrischen Elektrode und der Dickenvariationen des Lötmittels, das die zylindrische Elektrode mit dem Metallbasissubstrat verbindet, aufweist. Das heißt, wenn die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung dicker als die Höhe des Hohlraumes ist, der durch die Gießformen gebildet ist, tritt ein Problem auf, bei dem die zylindrische Elektrode und das Metallbasissubstrat beschädigt werden können, da die zylindrische Elektrode sehr hart auf die Halbleitervorrichtungsanordnung gepresst wird.
  • Weiter wird der Innendurchmesser eines Teiles der zylindrischen Elektrode, die von der Harzverpackung freiliegen soll, gezwungen abzunehmen aufgrund des starken Druckes durch die obere Gießform. Als Resultat tritt ein Problem auf, das eine Stiftelektrode nicht leicht in der zylindrischen Elektrode gleiten kann.
  • Weiter gibt es ein Problem, dass das Gießharz in die Innenseite der zylindrischen Elektrode fließen kann, wenn die Elektrode schräg in Bezug auf das Basissubstrat vorgesehen ist, oder wenn die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung dünner als die Höhe des Hohlraumes ist, der in den Gießformen gebildet ist.
  • Damit die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung mit der Höhe des Hohlraumes übereinstimmt, der in den Gießformen gebildet ist, sollte jedes Teil der Halbleitervorrichtungsanordnung mit hoher Genauigkeit gebildet werden, und die Halbleitervorrichtungsanordnung sollte mit hoher Genauigkeit zusammengesetzt werden. Dieses resultiert in hohen Fabrikationskosten und einem komplizierten Prozess.
  • Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungshalbleitervorrichtung vorzusehen, bei der Probleme aufgrund des Spritzpressens gelöst sind und die Zuverlässigkeit verbessert ist, und es soll ein Herstellungsverfahren für die Leistungshalbleitervorrichtung vorgesehen werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1 und durch ein Herstellungsverfahren einer Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 3.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
  • 1 eine perspektivische äußere Ansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung, wie sie in der Richtung der Pfeile I gesehen wird;
  • 3 ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für die Leistungshalbleitervorrichtung zeigt;
  • 4 eine Halbleitervorrichtungsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 5 einen Hohlraum, der zwischen einer oberen Druckgießform und einer unteren Druckgießform gebildet ist;
  • 6 eine perspektivische äußere Ansicht der Leistungshalbleitervorrichtung, in die Stiftelektroden eingeführt sind;
  • 7 eine zylindrische Elektrode mit einem Ende, das fast rechtwinklig gebogen ist;
  • 8 eine zylindrische Elektrode mit einem Teil, dessen Innendurchmesser größer als der eines anderen Teiles davon ist;
  • 9 eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einer zylindrischen Elektrode, deren eines Ende in einer dünnen Form gebildet ist;
  • 10 eine Querschnittsansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 11 eine Querschnittsansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 12 eine Querschnittsansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform; und
  • 13 eine vergrößerte Ansicht eines in 12 gezeigten Teiles, bei der eine Stiftelektrode hinzugefügt ist.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 9 beschrieben. Gleiche Materialien und Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und brauchen nicht redundant beschrieben zu werden. Dieses gilt auch für die anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • 1 ist eine perspektivische äußere Ansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 2 ist eine Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung, wie sie in der Richtung der Pfeile I gesehen wird.
  • In der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform liegt, wie in 1 gezeigt ist, ein Teil einer zylindrischen Elektrode 12 auf der Oberfläche eines Harzes 10 offen. Weiter sind Anbringungslöcher 14 auf der Oberfläche des Harzes 10 zum Befestigen eines Strahlers wie eine Wärmesenke gebildet. Bei dieser Ausführungsform sind Länge, Breite und Dicke des Harzes 10 als 76 mm, 45 mm bzw. 8 mm angenommen. Die Größe des Harzes 10 ist jedoch nicht hierauf begrenzt.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Wärmesenke 16 in dem Harz 10 angeordnet. Die Wärmesenke 16 ist aus einem Metall hergestellt, dessen Hauptmaterial Kupfer ist. Die hintere Oberfläche der Wärmesenke 16 liegt auf dem Harz 10 offen. Ein Schaltungsmuster 20 von 0,3 mm Dicke, das aus Metall hergestellt ist, dessen Hauptmaterial Kupfer ist, ist auf der oberen Oberfläche der Wärmesenke 16 über eine thermisch leitende elektrisch isolierende Verbindungsschicht 18 angeordnet.
  • Die Größe eines Metallbasissubstrates 21 beträgt ungefähr 40 mm in der Länge und 45 mm in der Breite. Die Wärmesenke 16, die thermisch leitende isolierende Verbindungsschicht 18 und das Schaltungsmuster 20 werden gemeinsam hier im folgenden das Metallbasissubstrat 21 genannt.
  • Die hintere Oberfläche eines IGBTs 22 und die hintere Oberfläche einer FWDi (Freilaufdiode) sind an das Schaltungsmuster 20 des Metallbasissubstrates 21 durch ein Lötmittel 26 gelötet.
  • Hier sind eine Gateelektrode und eine Emitterelektrode auf der oberen Oberfläche des IGBTs 22 gebildet. Weiter ist eine Kollektorelektrode auf der hinteren Oberfläche des IGBTs 22 gebildet. Weiter ist eine Anodenelektrode auf der oberen Oberfläche der FWDi 24 gebildet. Zusätzlich ist eine Kathodenelektrode auf der hinteren Oberfläche der FWDi 24 gebildet.
  • Der IGBT und die FWDi 24 sind durch das Schaltungsmuster 22 und Aluminiumdrähte 28 so verbunden, dass sie eine gewünschte Schaltung bilden. Der IGBT 22 und die FWDi 24 werden gemeinsam im Folgenden ein Halbleiterelement genannt.
  • Weiter enthält die Leistungshalbleitervorrichtung eine zylindrische Elektrode 12. Die zylindrische Elektrode 12 wird zum Verbinden des Halbleiterelementes mit einer externen Schaltung dargestellt.
  • Grundsätzlich weist die zylindrische Elektrode 12 eine zylindrische Form auf, deren Innendurchmesser und Außendurchmesser 0,85 mm bzw. 2,85 mm betragen. Ein Ende der zylindrischen Elektrode 12 weist einen größeren Innendurchmesser als der des oben beschriebenen Abschnittes auf und ist ein offenes Ende.
  • Konkret, der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 12 wird größer, je näher man zu der Kante davon kommt, so dass der Innendurchmesser und der Außendurchmesser an der Kante davon 1,5 mm bzw. 3,5 mm werden. Mit anderen Worten, das Ende der zylindrischen Elektrode 12 weist eine trompetenartige Form auf. Solch ein Ende der zylindrischen Elektrode 12 ist zu der Außenseite des Harzes 10 offenliegend. Andererseits ist das andere Ende der zylindrischen Elektrode 12 auf das Schaltungsmuster 20 gelötet.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist den oben beschrieben Aufbau auf. Hier im Folgenden wird ein Herstellungsverfahren der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Zuerst wird ein in 3 gezeigter Schritt 100 beschrieben.
  • In Schritt 100 wird eine Halbleitervorrichtungsanordnung hergestellt. Der Ausdruck ”Halbleitervorrichtungsanordnung”, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf ein Strukturelement, das mit Harz durch einen Spritzpressprozess abzudichten ist.
  • Die Halbleitervorrichtungsanordnung der vorliegenden Ausführungsform ist in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt ist, ist die zylindrische Elektrode 12 aufrecht auf dem Schaltungsmuster 20 so angebracht, dass das oben erwähnte eine Ende der zylindrischen Elektrode 12 nach oben weist, während sie an dem anderen Ende der zylindrischen Elektrode 12 mit dem Schaltungsmuster 20 verlötet ist.
  • Dann wird das Halbleiterelement mit dem Schaltungsmuster 20 verlötet, und Drahtbonden unter Benutzung eines Aluminiumdrahtes 28 wird so ausgeführt, dass die Herstellung der Halbleitervorrichtungsanordnung beendet ist. Wenn die Halbleiterelementanordnung hergestellt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 102.
  • In Schritt 102 wird die Halbleitervorrichtungsanordnung zwischen Metalldruckgießformen vorgesehen. In Schritt 104, der dem Schritt 102 folgt, werden die Druckgießformen zusammengeklemmt. Schritte 102 und 104 werden nun mit Bezug auf 5 beschrieben.
  • In dieser Ausführungsform enthalten die Metallgießformen zum Bilden der Harzverpackung eine obere Gießform 32 und eine untere Gießform 30. Die Halbleitervorrichtungsanordnung wird in einem Hohlraum 34 vorgesehen, der innerhalb der Metallgießformen gebildet ist, so dass eine hintere Oberfläche des Metallbasissubstrates 21 in Kontakt mit einer inneren Wand der unteren Gießform 30 gebracht wird, und das eine Ende der zylindrischen Elektrode 12 wird in Kontakt mit einer inneren Wand der oberen Gießform 32 gebracht.
  • Wenn die Metallgießformen unter solch einer Bedingung geklemmt werden, wird das eine Ende der zylindrischen Elektrode 12 als ein Resultat des Abwärtsdruckes von der oberen Gießform 32 abgebogen. Dann haftet die zylindrische Elektrode 12 an der oberen Gießform 32 aufgrund dieser Biegung. Dann geht die Verarbeitung zu Schritt 106.
  • In Schritt 106 wird Gießharz in den Hohlraum injiziert, der in den Druckgießformen gebildet ist. Das Gießharz der vorliegenden Ausführungsform kann zum Beispiel aus Epoxidharz hergestellt sein, ist aber nicht darauf begrenzt. In diesem Schritt wird das geschmolzene Gießharz, wie in dem Fall der bekannten Technik, so unter Druck gesetzt, dass es in den Hohlraum der Druckgießformen injiziert wird. Nach dem Injizieren des geschmolzenen Gießharzes in den Hohlraum, der in den Druckgießformen gebildet ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 108.
  • In Schritt 108 wird eine Leistungshalbleitervorrichtung, die mit Harz abgedichtet ist, aus den Metallgießformen entnommen. Danach wird eine Stiftelektrode 40, die aus Messing hergestellt ist, was aber nicht darauf begrenzt ist, mit einer Größe von 0,64 mm im Quadrat in ein offenes Ende der zylindrischen Elektrode 12 eingeführt (Schritt 110).
  • Hier kann ein leitender Klebstoff, der hauptsächlich aus Epoxidharz hergestellt ist, zum Verstärken der Anbringung zwischen der Stiftelektrode 40 und der zylindrischen Elektrode 12 benutzt werden. Eine perspektivische äußere Ansicht der Leistungshalbleitervorrichtung nach dem Einführen der Stiftelektrode 40 ist in 6 gezeigt.
  • Nach dem Schritt 110 wird, wie es notwendig ist, eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von ungefähr 180°C zum Verfestigen des Harzes 10 und des leitenden Klebstoffes ausgeführt zum Fertigstellen einer Leistungshalbleitervorrichtung.
  • Allgemein ist es bevorzugt, dass die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung die gleiche ist wie die Höhe der Innenseite der Metallgießformen (die Höhe der Innenseite der Metallgießformen bezeichnet eine Höhe des Hohlraumes, die durch den doppelseitigen Pfeil in 5 bezeichnet ist).
  • Es ist jedoch üblich für die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung, dass sie einen gewissen Variationsbetrag in Abhängigkeit der Dickenvariationen des Metallbasissubstrates 21, der Höhenvariationen der zylindrischen Elektrode, der Dickenvariationen des Lötmittels, das die zylindrische Elektrode mit dem Metallbasissubstrat verbindet, und Neigung der zylindrischen Elektrode aufweist.
  • Wenn daher die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung dicker als die Höhe des Hohlraumes, der in den Druckgießformen gebildet ist, ist, tritt ein Problem auf, bei dem die zylindrische Elektrode und das Metallbasissubstrat beschädigt werden können, da die zylindrische Elektrode sehr hart auf die Halbleitervorrichtungsanordnung gepresst wird.
  • Wenn weiter der Innendurchmesser des Teiles der zylindrischen Elektrode, die von der Harzverpackung offen liegt, aufgrund der Störung der zylindrischen Elektrode reduziert wird, die durch den starken Druck von der oberen Druckgießform verursacht wird, tritt ein Problem auf, dass die Stiftelektrode nicht länger leicht in der zylindrischen Elektrode gleiten kann.
  • Weiter tritt ein Problem auf, dass Gießharz in die Innenseite der zylindrischen Elektrode eintreten kann, wenn die zylindrische Elektrode schräg in Bezug auf das Basissubstrat vorgesehen wird, oder wenn die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung dünner als die Höhe des Hohlraumes gemacht wird, der durch die Druckgießformen gebildet wird.
  • Zum Herstellen der Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung in Übereinstimmung mit der Höhe des Hohlraumes, der durch die Druckgießformen gebildet ist, sollte jedes Teil der Halbleitervorrichtungsanordnung mit einer hohen Genauigkeit gebildet werden, und die Halbleitervorrichtungsanordnung sollte mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Als Resultat tritt ein Problem auf, dass die Herstellungskosten hoch werden und der Herstellungsprozess kompliziert wird.
  • Das Herstellungsverfahren der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die obigen Probleme lösen. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Druckgießformen geklemmt werden, das eine Ende der zylindrischen Elektrode 12 durch den Abwärtsdruck von der oberen Gießform 32 gebogen.
  • Daher kann der Abwärtsdruck von der oberen Druckgießform 32 durch die Biegung der zylindrischen Elektrode 12 gelindert werden, statt dass der Druck direkt auf den Verbindungsabschnitt zwischen der zylindrischen Elektrode 12 und dem Metallbasissubstrat 21 ausgeübt wird. Somit kann das Problem in Hinblick auf den Schaden, der auf die zylindrische Elektrode und das Metallbasissubstrat ausgeübt wird, gelöst werden.
  • Eine Harzplatte mit Verstärkungseigenschaften/Stretcheigenschaften kann an die innere Oberfläche der oberen Druckgießform geklebt werden. Selbst in solch einem Fall können äquivalente Vorteile oder Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden, solange der Abwärtsdruck von der oberen Druckgießform auf die zylindrische Elektrode über die Harzplatte ausgeübt wird.
  • Weiter kann der Grad der Anhaftung zwischen der zylindrischen Elektrode 12 und der oberen Druckgießform 32 aufgrund der Biegung des einen Endes der zylindrischen Elektrode während der Klemmtätigkeit verbessert werden. Daher kann das Problem des Eintretens des Gießharzes in die Innenseite der zylindrischen Elektrode 12 gelöst werden, selbst wenn die Dicke der Halbleitervorrichtungsanordnung Variabilität zeigt oder wenn die zylindrische Elektrode schräg in Bezug auf das Basissubstrat vorgesehen ist.
  • Die vorliegende Erfindung trägt auch zur Verbesserung der Produktivität bei. Weiter kann die Halbleitervorrichtungsanordnung umgekehrt in dem Hohlraum eingebaut werden, der in den Druckgießformen gebildet ist, im Vergleich mit dem Fall des obigen Aufbaus. In diesem Fall steht die innere Wand der unteren Druckgießform in Kontakt mit dem einen Ende der zylindrischen Elektrode, und die innere Wand der Gießform steht in Kontakt mit der hinteren Oberfläche des Metallbasissubstrates. Dieses bewirkt die gleichen Vorteile wie der der vorliegenden Ausführungsform. Genauer, die Vorteile der vorliegenden Ausführungsform können erzielt werden, wenn die Metallgießformen geklemmt werden, so dass die hintere Oberfläche des Metallbasissubstrates und das eine Ende der zylindrischen Elektrode eingeschlossen werden.
  • Da der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 12 allmählich größer zu der Kante des einen Endes der zylindrischen Elektrode 12 wird, wird der Fülldruck, der durch das Injizieren des Gießharzes in die Metallgießformen vorgesehen wird, auf die zylindrische Elektrode 12 derart ausgeübt, dass die zylindrische Elektrode 12 gegen die innere Wand der oberen Druckgießform gepresst wird. Daher kann der Grad der Anhaftung zwischen der zylindrischen Elektrode 12 und der oberen Druckgießform 32 verbessert werden.
  • Da weiter der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 12 allmählich größer zu der Kante des einen Endes der zylindrischen Elektrode 12 wird, wird der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode durch den Druck von der oberen Druckgießform 32 aufgeweitet, und dadurch wird das Problem, dass die Stiftelektrode nicht länger in der zylindrischen Elektrode aufgrund des verkleinerten Innendurchmessers der zylindrischen Elektrode gleiten kann, gelöst.
  • Gemäß der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform dient der Teil der zylindrischen Elektrode, bei dem der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 12 größer als der andere Abschnitt ist und von dem Harz 12 frei ist, als eine Führung für das Einführen der Stiftelektrode. Dieses macht es leicht, die Stiftelektrode einzuführen.
  • Weiter kann gemäß dem obigen Aufbau der leitende Klebstoff, der an die zylindrische Elektrode zum Vergrößern des Anhaftens zwischen der Stiftelektrode 40 und der zylindrischen Elektrode 12 angebracht wird, innerhalb der zylindrischen Elektrode positioniert werden, selbst wenn die Anbringungsposition des leitenden Klebstoffes einige Nachteile hat.
  • Obwohl der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 12 allmählich größer zu der Kante des einen Endes der zylindrischen Elektrode 12 bei der vorliegenden Ausführungsform wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt.
  • Die zylindrische Elektrode der vorliegenden Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sie gebogen wird, wenn die Druckgießformen geklemmt werden, wodurch das offene Ende der zylindrischen Elektrode daran gehindert wird, schmal zu werden, und ein übermäßiger Druck daran gehindert wird, auf den Verbindungsabschnitt zwischen der zylindrischen Elektrode und dem Metallbasissubstrat ausgeübt zu werden.
  • Es ist zu verstehen, dass die zylindrische Elektrode 50 die gleichen Vorteile erzielen kann, die erzielt werden durch die vorliegende Erfindung, wenn sie einen Endabschnitt aufweist, wie in 7 gezeigt ist, der im Wesentlichen rechteckig so abgebogen ist, dass er einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist, der größer als der des anderen Abschnittes ist. In diesem Fall kann der gebogene Abschnitt der zylindrischen Elektrode 50 den Druck absorbieren, der nach unten von der oberen Druckgießform gerichtet ist, indem er gebogen wird.
  • Zum Beispiel können die gleichen Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden, wenn der Abschnitt der zylindrischen Elektrode 52 mit dem maximalen Innendurchmesser in dem einen Endabschnitt vorgesehen ist, aber nicht an der äußersten Kante davon, wie in 8 gezeigt ist.
  • Zum Beispiel können die Vorteile dieser Erfindung vergrößert werden, wenn die Plattendicke des einen Endes der zylindrischen Elektrode 54 mit dem größeren Innendurchmesser als der des anderen Abschnittes dünner als der des anderen Abschnittes ist, wie in 9 gezeigt ist.
  • Genauer ist erfindungsgemäß das eine Ende der zylindrischen Elektrode 54 derart geformt, dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser kleiner als die des anderen Abschnittes ist. Wenn solch eine zylindrische Elektrode 54 benutzt wird, kann die Flexibilität der zylindrischen Elektrode 54 vergrößert werden. Dadurch können die obigen Vorteile vergrößert werden.
  • Hier weist eine zylindrische Elektrode, die für eine Hauptelektrode zum Erzielen einer hohen Stromtätigkeit benutzt wird, eine vergrößerte Größe auf. Weiter weist solch eine zylindrische Elektrode einen großen Unterschied zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser auf. Somit ist die obige Struktur insbesondere effektiv für solch eine zylindrische Elektrode.
  • Diese Struktur ist auch effektiv, wenn die zylindrische Elektrode leicht in Bezug auf das Metallbasissubstrat geneigt ist, da die zylindrische Elektrode lang in einer Längsrichtung ist.
  • Wenn eine Leistungshalbleitervorrichtung unter hohen Temperaturbedingungen benutzt wird oder wenn eine Leistungshalbleitervorrichtung groß ist, wird thermische Verformung der Leistungshalbleitervorrichtung ernst.
  • Bei solch einer thermischen Verformung gibt es die Gefahr, dass das Harz abpellt und reißt, was von dem Abschnitt herrührt, an dem die zylindrische Elektrode von dem Harz offen liegt. Gemäß der obigen Struktur gibt es jedoch keine Gefahr des Abpellens oder Reißens des Harzes. Wenn nämlich das eine Ende der zylindrischen Elektrode dünner als der andere Abschnitt ist, wie oben erwähnt wurde, wird es leicht für das eine Ende der zylindrischen Elektrode, der thermischen Verformung des Harzes zu folgen.
  • Nun kann die Hochtemperaturfestigkeit einer Leistungshalbleitervorrichtung vergrößert werden, wenn das Halbleiterelement aus einem SiC-Substrat hergestellt ist.
  • Dann wird die Hochtemperaturfestigkeit verbessert und das Abpellen oder Reißen des Harzes kann daran gehindert werden, aufzutreten, wenn das Halbleiterelement aus einem SiC-Substrat hergestellt ist, während die oben beschriebene Struktur benutzt wird.
  • Weiter ist das aus einem SiC-Substrat hergestellte Halbleiterelement nützlich zum Verbessern der elektrischen Festigkeit und zum Ermöglichen eines Hochstrombetriebes.
  • Zum Beispiel kann ein Teil entsprechend zu dem ”Teil der zylindrischen Elektrode, an dem der Innendurchmesser größer als der des anderen Abschnittes ist,” an einer zylindrischen Elektrode mit einem gleichförmigen Innendurchmesser angebracht werden, was immer noch in den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt. Die zylindrische Elektrode kann nämlich aus einer Mehrzahl von Teilen anstelle eines einzelnen Teiles zusammengesetzt sein.
  • In diesem Fall kann die zylindrische Elektrode, die einen gleichförmigen Innendurchmesser aufweist, aus einem gut wärmeleitenden Material wie Aluminium oder Kupfer hergestellt werden. Andererseits kann der Teil, der dem ”Teil der zylindrischen Elektrode, an dem der Innendurchmesser größer als der des anderen Abschnittes ist,” entspricht, aus einem Material mit Federeigenschaft wie Phosphorbronze oder einem flexiblen Material wie Aluminium oder Lötmittel hergestellt sein. Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch Benutzen der obigen Materialien verstärkt werden.
  • Die Elektrode der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf die zylindrische Elektrode begrenzt. Die zylindrische Elektrode kann auch mit der externen Schaltung unter Benutzung einer Schraube anstelle des Benutzens der Stiftelektrode verbunden werden.
  • Weiter kann die Stiftelektrode an der zylindrischen Elektrode durch Presspassen befestigt werden. Die Größen der zylindrischen Elektrode, die Aufbauten des Metallbasissubstrates und die Arten des Halbleiterelementes sind natürlich nicht auf jene in der oben beschriebenen Ausführungsform begrenzt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Querschnittsansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung. In dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Form einer zylindrischen Elektrode von der in der ersten Ausführungsform.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Innendurchmesser der zylindrischen Elektrode 60 allmählich größer zu der Kante eines ersten Endes, das mit einem Schaltungsmuster zu verbinden ist. Das erste Ende der zylindrischen Elektrode 60 wird an das Schaltungsmuster 20 gelötet. Ein zweites Ende der zylindrischen Elektrode 60, das von dem Harz 10 offen liegen soll, weist einen größeren Innendurchmesser als der des anderen Abschnittes auf, wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch die gleichen Prozesse hergestellt werden, wie in 3 gezeigt ist. Die oben erwähnte zylindrische Elektrode 60 wird an das Schaltungsmuster 20 bei einem Prozess des Herstellens der Halbleitervorrichtungsanordnung gelötet.
  • Da hier der Innendurchmesser des ersten Endes der zylindrischen Elektrode 60 allmählich größer zu der Kante des ersten Endes der zylindrischen Elektrode 60 wird, kann die zylindrische Elektrode 60 leicht aufrecht auf dem Schaltungsmuster 20 angebracht werden.
  • Genauer, wenn die zylindrische Elektrode lang in der Längsrichtung ist, tritt ein Problem auf, dass die zylindrische Elektrode in Bezug auf das Metallbasissubstrat aufgrund der Variation im Betrag des Lötmittels, das geliefert wird, und der Variation in der Größe des Lötwerkzeuges geneigt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das oben erwähnte Problem gelöst werden.
  • Wenn die Fläche des Kontaktes zwischen dem ersten Ende der zylindrischen Elektrode und dem Schaltungsmuster reduziert wird, kann ein ausreichender Betrag von Lötmittel nicht zwischen das erste Ende der zylindrischen Elektrode und dem Schaltungsmuster geliefert werden. Somit kann ein Raum zwischen dem ersten Ende der zylindrischen Elektrode und dem Schaltungsmuster gebildet werden. In diesem Fall tritt ein Problem auf, dass die Produktivität reduziert wird aufgrund des Eintretens von Gießharz in die Innenseite der zylindrischen Elektrode.
  • Erhöhen des Betrages des Lötmittels zum Lösen des obigen Problems kann in einem anderen Problem resultieren, bei dem die zylindrische Elektrode zum Neigen auf dem Schaltungsmuster gezwungen wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform können jedoch die Probleme gelöst werden, da die Kontaktfläche zwischen der zylindrischen Elektrode 60 und dem Schaltungsmuster 20 groß ist,
  • Bei dieser Ausführungsform tritt, da die Kontaktfläche zwischen der zylindrischen Elektrode 60 und dem Schaltungsmuster 20 groß ist, ein Bruch des Verbindungsabschnittes zwischen der zylindrischen Elektrode 60 und dem Schaltungsmuster 20, der durch Spannung der thermischen Verformung aufgrund des Temperaturzyklus verursacht wird, kaum auf. Daher kann die Zuverlässigkeit der Leistungshalbleitervorrichtung vergrößert werden.
  • Der Verbindungsabschnitt zwischen der zylindrischen Elektrode 60 und dem Schaltungsmuster 20 kann durch Vibration oder statisches Aufladen beschädigt werden, dass durch eine externe Elektrode wie eine Stiftelektrode verursacht wird, die mit der zylindrischen Elektrode 20 verbunden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch ist die Kontaktfläche zwischen dem ersten Ende der zylindrischen Elektrode 60 und dem Schaltungsmuster 20 groß, und die zylindrische Elektrode 60 wird gegen das Schaltungsmuster 20 gepresst. Solch ein Aufbau verhindert, dass der Verbindungsabschnitt beschädigt wird, und folglich kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 11 beschrieben wird, wird nicht beansprucht. 11 ist eine Querschnittsansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung. Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Form der zylindrischen Elektrode von der in der ersten Ausführungsform.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende der zylindrischen Elektrode 62, das von dem Harz 10 frei liegt, gekrümmt. Ein gewendeter oder gedrehter oder umgebogener Abschnitt ist an dem einen Ende der zylindrischen Elektrode gebildet, und der gewendete Abschnitt liegt von der Oberfläche des Harzes 10 frei. Eine Kante des gewendeten Abschnittes ist in dem Harz 10 vergraben. Weiter ist das andere Ende der zylindrischen Elektrode 62 ebenfalls mit einem gewendeten Abschnitt versehen.
  • Allgemein, wenn eine Kante von einem Ende einer zylindrischen Elektrode von einer Oberfläche eines Gießharzes frei liegt, besteht die Gefahr, dass Abpellen oder Reißen des Harzes, das von der Kante herrührt, aufgrund der thermischen Verformung auftritt, die durch den Temperaturzyklus verursacht wird.
  • Es wird auch gefürchtet, dass Abpellen oder Reißen von Harz, das von der Kante herrührt, aufgrund von Vibration oder statischer Aufladung auftritt, die von einer externen Elektrode wie eine Stiftelektrode herrührt. Gemäß dieser Ausführungsform jedoch ist die Kante des gewendeten Abschnittes in dem Harz 10 vergraben und liegt nicht auf der Oberfläche des Harzes offen. Daher können die obigen Befürchtungen gelöst werden, und eine Leistungshalbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit kann hergestellt werden.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch die gleichen Prozesse wie in 3 gezeigt hergestellt werden. Durch die Prozesse können, da der gewendet Abschnitt, der auf dem einen Ende der zylindrischen Elektrode 62 gebildet ist, während des Klemmens der Druckgießformen gebogen wird, die Vorteile äquivalent zu jenen erzielt werden, die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • Zusätzlich dazu kann das Übertragungsdrucken des Materials der zylindrischen Elektrode 62 zu der oberen Druckgießform unterdrückt werden, da die Kante des gewendeten Abschnittes der zylindrischen Elektrode nicht die oberer Druckgießform kontaktiert, stattdessen steht ein mittlerer Abschnitt des gewendeten Abschnittes in Kontakt mit der oberen Druckgießform. Daher kann die Reinigungsfrequenz der oberen Druckgießform unterdrückt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform können die gewendeten Abschnitte des einen Endes und des anderen Endes der zylindrischen Elektrode 62 zum Beispiel durch Pressformen hergestellt werden.
  • Gemäß dem Pressformen ist es leicht, den gewendeten Abschnitt mit der Krümmung vorzusehen, wie in 11 gezeigt ist.
  • Ebenfalls kann die elastische Kraft des gewendeten Abschnittes vergrößert werden durch Rückfedern, das während der Bildung erzeugt wird. Daher können die obigen Vorteile verstärkt werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine vierte Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben wird, wird nicht beansprucht. 12 ist eine Querschnittsansicht der Leistungshalbleitervorrichtung. 13 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teiles von 12 und zeigt einen Zustand, in dem eine Stiftelektrode in den in 12 gezeigten Aufbau gepresst ist.
  • Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Form einer zylindrischen Elektrode von der in der ersten Ausführungsform. Insbesondere sieht die vorliegende Ausführungsform einen Aufbau vor, der geeignet ist für eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der eine Stiftelektrode in eine zylindrische Elektrode gepresst wird.
  • Die Leitungshalbleitervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform enthält eine zylindrische Elektrode 70 mit einer Doppelstruktur. Wie nämlich in 13 gezeigt ist, enthält die zylindrische Elektrode 70 einen inneren Wandabschnitt 74 und einen äußeren Wandabschnitt 76.
  • Der innere Wandabschnitt 74 und der äußere Wandabschnitt 76 sind getrennt voneinander um einen gewissen Abstand vorgesehen, während sie an einem Verbindungsteil verbunden sind. Das Verbindungsteil liegt auf dem Harz offen.
  • Die zylindrische Elektrode 70 der vorliegenden Ausführungsform wird durch Pressarbeiten oder ähnliches hergestellt. Da das oben erwähnte Verbindungsteil durch Rückfalten der zylindrischen Elektrode hergestellt wird, wird das Verbindungsteil als ein gedrehter oder gewendeter oder gebogener Abschnitt hier im Folgenden bezeichnet. Der gewendete Abschnitt 75 wird durch eine gestrichelte Linie in 13 bezeichnet.
  • Der gedrehte Abschnitt 75 der zylindrischen Elektrode 70 liegt auf der Oberfläche des Harzes 10 offen. Andererseits ist ein Teil des äußeren Wandabschnittes 76 der zylindrischen Elektrode, der gegenüber dem gewendeten Abschnitt 75 angeordnet ist, an das Schaltungsmuster 20 gelötet.
  • Hier ist der innere Wandabschnitt 74 weder mit dem Schaltungsmuster 20 verlötet noch in Kontakt mit dem Schaltungsmuster 20. Der innere Wandabschnitt 74 erstreckt sich jedoch parallel zu dem äußeren Wandabschnitt 76, während er einen regulären Abstand einhält.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch die gleichen Prozesse hergestellt werden, wie sie in 3 gezeigt sind.
  • Wie oben erwähnt wurde, wird die äußere Wand 76 der zylindrischen Elektrode 70 an das Schaltungsmuster 20 zum Fertigstellen der Herstellung der Halbleitervorrichtungsanordnung gelötet. Dann wird die Halbleitervorrichtungsanordnung in den Hohlraum gesetzt, der bei dem Druckgießformen gebildet ist, so dass die hintere Oberfläche des Metallbasissubstrates 21 in Kontakt mit der inneren Wand der unteren Druckgießform steht und der gedrehte Abschnitt 75 in Kontakt mit der inneren Wand der oberen Druckgießform steht.
  • Als nächstes werden die Druckgießformen so geklemmt, dass der gedrehte Abschnitt 75 gebogen wird. Die darauf folgenden Prozesse sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
  • Es gibt eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der eine Stiftelektrode in eine zylindrische Elektrode gepresst wird, die in einer Harzverpackung befestigt ist. Bezüglich dieser Art von Vorrichtung tritt ein Problem auf, dass die zylindrische Elektrode keine starke abstoßende Kraft auf die Stiftelektrode während des Pressens zum Einführen ausüben kann, da die zylindrische Elektrode in dem Harz befestigt ist.
  • Die oben erwähnte abstoßende Kraft kann erzielt werden, wenn die zylindrische Elektrode aus elastischem Material hergestellt ist oder die Stiftelektrode aus elastischem Material hergestellt ist. In diesem Fall muss jedoch die zylindrische Elektrode oder die Stiftelektrode hergestellt werden und vorgesehen werden mit einem hohen Grad von Genauigkeit, so dass die Herstellungskosten zunehmen.
  • Genauer, eine Leistungshalbleitervorrichtung zum Handhaben eines hohen Stromes wie 100 A wird so hergestellt, dass sie viele Elektroden aufweist. Für solch eine Vorrichtung tritt ein Problem auf, dass der Herstellungsprozess kompliziert wird, da es notwendig wird, viele Stiftelektroden zu verbinden.
  • Die Stiftelektrode kann an der zylindrischen Elektrode mit einem leitenden Harz oder Lötmittel an die zylindrische Elektrode angeklebt werden anstelle des Pressens in die zylindrische Elektrode. In diesem Fall sollte die zylindrische Elektrode aufrecht auf dem Basissubstrat vor dem Ankleben angebracht werden.
  • Da es jedoch für die zylindrische Elektrode schwierig ist, aufrecht zu stehen aufgrund der kleinen abstoßenden Kraft, ist es notwendig, ein Werkzeug zum Halten der zylindrischen Elektrode in der aufrechten Position zu benutzen.
  • Dagegen kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zylindrische Elektrode 70 mit der Doppelstruktur, die den inneren Wandabschnitt 74 und den äußeren Wandabschnitt 76 enthält, die obigen Probleme lösen.
  • Das heißt, wenn die Stiftelektrode 72 in die zylindrische Elektrode 70 gepresst wird, wird der innere Wandabschnitt 74 zu dem äußeren Wandabschnitt 76 bewegt, da der innere Wandabschnitt 74 nicht mit dem Harz 10 bedeckt ist und sich parallel zu dem äußeren Wandabschnitt 76 bewegt. Als Resultat wird der Stiftelektrode 72 eine ausreichende abstoßende Kraft von der inneren Wand 74 gegeben.
  • Daher ist es möglich, eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit herzustellen, bei der eine Stiftelektrode sicher mittels Presspassen ohne Vergrößerung der Herstellungskosten davon befestigt wird.
  • Auch wenn die Stiftelektrode an der zylindrischen Elektrode mit leitendem Klebstoff oder Lötmittel anstatt des Presspassens angebracht wird, kann die Stiftelektrode aufrecht auf dem Metallbasissubstrat angebracht werden, selbst bevor der leitende Klebstoff oder das Lötmittel angebracht werden, wegen der ausreichenden rückstellenden Kraft von der inneren Wand 74.
  • Folglich ist es nicht notwendig, irgendein Werkzeug zum Halten der Stiftelektrode/zylindrischen Elektrode in der aufrechten Position zu benutzen, bevor der leitende Klebstoff oder das Lötmittel angebracht werden. Weitere Vorteile, die durch das Biegen des gedrehten Abschnittes 75 erzielt werden, werden erzeugt, wenn die Druckgießformen zusammengeklemmt werden, sind die gleichen wie jene, die in der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
  • Es ist bevorzugt, dass die zylindrische Elektrode 70 dieser Ausführungsform aus einem Material mit einer guten Federeigenschaft wie Phosphorbronze oder Messing hergestellt wird. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Weiter ist die zylindrische Elektrode 70 bevorzugt zylindrisch zum Vorsehen der zylindrischen Elektrode 70 auf der oberen Oberfläche des Metallbasissubstrates 21, während eine automatische Ausrüstung bei dem Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtungsanordnung benutzt wird. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf begrenzt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die zylindrische Elektrode 70 durch Pressarbeiten oder ähnliches zum Bilden des gedrehten Abschnittes 75 gebildet. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf begrenzt, solange die gleiche Form erzielt werden kann.
  • Auf die gleiche Weise ist das oben beschriebene Metallbasissubstrat als Beispiel angegeben, es soll jedoch nicht als begrenzend ausgelegt werden.
  • Das Substrat ist nämlich nicht auf den oberen Aufbau begrenzt, solange es möglich gemacht wird für das Halbleiterelement und die zylindrische Elektrode, dass sie auf seiner Oberfläche befestigt werden. Zum Beispiel gehen die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht verloren, selbst wenn ein Substrat, das ein Keramiksubstrat aufweist, dessen Oberfläche mit einer Metallfolie wie eine Cu-Folie oder einer Al-Folie und einer Strahlungsplatte versehen ist, die an der hinteren Oberfläche des Keramiksubstrates über eine Metallfolie oder ein Lötmittel befestigt ist, verwendet werden.

Claims (3)

  1. Leistungshalbleitervorrichtung mit: einem Substrat (21), das ein Schaltungsmuster (20) auf einer oberen Oberfläche davon aufweist; einem Halbleiterelement (22, 24), das an dem Schaltungsmuster (20) befestigt ist; einer zylindrischen Elektrode (12) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und einem offenen Ende an dem zweiten Ende, wobei die zylindrische Elektrode (12) aufrecht auf dem Substrat (21) derart angebracht ist, dass ihr erstes Ende an dem Schaltungsmuster (20) befestigt ist, wobei die zylindrische Elektrode (12) einen Abschnitt enthält, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als ein anderer Abschnitt der zylindrischen Elektrode (12); und einer Harzverpackung (10), die das Substrat (21), das Halbleiterelement (22, 24) und die zylindrische Elektrode (12) derart abdeckt, dass eine hintere Oberfläche des Substrates (21) und das zweite Ende der zylindrischen Elektrode (12) zu Luft offen liegen, wobei der Abschnitt mit dem größeren Innendurchmesser an dem zweiten Ende der zylindrischen Elektrode (12) vorgesehen ist, und wobei die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser an dem zweiten Ende kleiner ist als bei dem anderen Abschnitt, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu der Kante des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu allmählich größer werden.
  2. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Innendurchmesser des ersten Endes der zylindrischen Elektrode (60) zu der Kante des ersten Endes der zylindrischen Elektrode (60) zu allmählich größer wird, und das erste Ende der zylindrischen Elektrode (60) an das Substrat (21) gelötet ist.
  3. Herstellungsverfahren einer Leistungshalbleitervorrichtung, mit den Schritten: Herstellen einer Halbleitervorrichtungsanordnung, die mit einem Gießharz (10) zu versiegeln ist, durch Anbringen einer zylindrischen Elektrode (12) aufrecht auf einem Substrat (21), wobei die zylindrische Elektrode (12) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und das zweite Ende ein offenes Ende ist, wobei die zylindrische Elektrode (12) an dem zweiten Ende einen Abschnitt mit einem größeren Innendurchmesser aufweist als jenem eines anderen Abschnittes der zylindrischen Elektrode (12), wobei der Unterschied zwischen dem Aussendurchmesser und dem Innendurchmesser an dem zweiten Ende kleiner ist als an dem anderen Abschnitt, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu der Kante des zweiten Endes der zylindrischen Elektrode (12) zu allmählich größer werden, und wobei das erste Ende der zylindrischen Elektrode (12) mit dem Substrat (21) verbunden wird; Anordnen der Halbleitervorrichtungsanordnung in einem Hohlraum, der zwischen einer oberen Gießform (32) und einer unteren Gießform (30) derart gebildet ist, dass die hintere Oberfläche des Substrates (21) in Kontakt mit der unteren Gießform (30) steht, und das zweite Ende der zylindrischen Elektrode (12) in Kontakt mit der oberen Gießform (32) steht; Klemmen der oberen Gießform (32) und der unteren Gießform (30) so, dass das zweite Ende der zylindrischen Elektrode (12) gebogen wird; und Injizieren des Gießharzes (10) in den Hohlraum (34) während des Klemmprozesses.
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