DE102011084803B4 - Leistungshalbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Leistungshalbleitervorrichtung, die umfasst:ein Leistungshalbleiterelement (5) mit einer hinteren Oberfläche, die an ein Verdrahtungsmuster (3) auf einer Unterlage (2) gebondet ist, und einer Oberflächenelektrode auf einer Oberfläche entgegengesetzt zur hinteren Oberfläche;einen zylindrischen Kommunikationsteil (6) mit einer unteren Oberfläche, die an die Oberflächenelektrode des Leistungshalbleiterelements (5) und/oder an das Verdrahtungsmuster (3) gebondet ist;ein Spritzpressharz (7) mit einem konkaven Teil (20 , 12), der eine obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6) freilegt, und das andere Oberflächen als die obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6), die Unterlage (2), das Verdrahtungsmuster (3) und das Leistungshalbleiterelement (5) bedeckt; undeinen externen Anschluss (11 , 10), von dem ein Ende in die obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6) eingesetzt ist und das andere Ende nach oben geführt ist, wobeider mindestens eine externe Anschluss (10) zwischen beiden Endteilen einen gebogenen Bereich (21) aufweist, der in einer L-Form gebogen ist,dadurch gekennzeichnet, dassder gebogene Bereich (21) in den konkaven Teil (12) des Spritzpressharzes (7) eingebettet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung und insbesondere auf eine Leistungshalbleitervorrichtung von einem Spritzpressharz-Versiegelungstyp, der die Leistungshalbleitervorrichtung miniaturisieren und deren Kosten verringern kann und der auch eine gedruckte Leiterplatte, die mit der Leistungshalbleitervorrichtung verbunden ist, miniaturisieren kann.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung arbeitet im Allgemeinen unter einem großen Strom und einer hohen Spannung und daher ist es wichtig, ein solches Leistungsmodul zu miniaturisieren und dessen Kosten zu verringern, während der Wärmewiderstand verringert wird und eine hohe Isolationsleistung sichergestellt wird. Beispielsweise ist eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus der EP 2 216 814 A2 bekannt.
  • Wie beispielsweise in JP H11 - 204 724 A (1999) offenbart ist, gibt es eine Struktur, in der Leistungshalbleiterelemente an Leiterrahmen montiert werden, an denen Verdrahtungsmuster einer vorbestimmten elektrischen Schaltung ausgebildet sind, wobei eine Oberfläche eines Metallsubstrats, das aus einer Aluminiumplatte oder Kupferplatte ausgebildet ist, eine stark wärmeleitende Isolationsschicht und eine Kupferfolie gelötet werden und dann die Gesamtheit durch ein Spritzpressharz versiegelt wird, so dass die andere Oberfläche des Metallsubstrats freiliegt. Diese Struktur miniaturisiert ein Leistungsmodul vom Spritzpressharz-Versiegelungstyp und verringert dessen Kosten und vereinfacht die Herstellungsschritte.
  • Die Technik, die in JP H11 - 204 724 A (1999) offenbart ist, verwirklicht eine miniaturisierte Leistungshalbleitervorrichtung und miniaturisiert die Leistungshalbleitervorrichtung und verringert deren Kosten unter Verwendung von Leiterrahmen, die mit einer Stanzpresse ausgebildet werden, und durch Schaffen eines stark wärmeleitenden Metallsubstrats direkt unter den Leiterrahmen, an denen die Leistungshalbleiterelemente montiert sind. Diese Technik übernimmt jedoch eine Struktur, die keinen zufriedenstellenden Effekt schaffen kann, als Struktur zum Verwirklichen einer miniaturisierten Leistungshalbleitervorrichtung mit verringerten Kosten.
  • Das heißt, die Leistungshalbleitervorrichtung von einem Spritzpressharz-Versiegelungstyp unter Verwendung von Leiterrahmen gemäß der obigen Technik übernimmt eine Struktur, die Leiterrahmen, die als Anschlüsse dienen, aufgrund des Spritzpressschritts nur von einer Seitenflächenumfangsrichtung der Leistungshalbleitervorrichtung herausführen kann, und nachdem die Vorrichtung mit einem Spritzpressharz versiegelt ist, ist es erforderlich, einen Führungssäulenteil der Leiterrahmen zum Trennen von verschiedenen Elektroden abzuschneiden und eine Biegebearbeitung der Leiterteile durchzuführen, die externe Anschlüsse sind, die an der gedruckten Leiterplatte montiert werden sollen.
  • Ferner liegen Metalle der externen Anschlüsse, die mit diesen Zuleitungen ausgebildet sind, frei und sind nicht isoliert. Daher ist es erforderlich, einen Isolationsabstand zwischen den externen Anschlüssen sicherzustellen, und selbst wenn ein Formharzversiegelungsteil, an dem das Leistungshalbleiterelement montiert und versiegelt wird, miniaturisiert wird, ist die Größe der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem Isolationsabstand zwischen den externen Anschlüssen zum Sicherstellen des Isolationsabstandes zwischen externen Zuleitungsanschlüssen, die von Seitenoberflächen vorstehen, definiert und daher ist die Miniaturisierung begrenzt.
  • Als eine Lösung für dieses Problem ist ein Verfahren zum Herausführen von externen Anschlüssen von der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung möglich. Das heißt, ein Verfahren zum Anordnen von externen Elektroden in der Oberfläche ist möglich. Dieses Verfahren wird auf jüngere leichte elektrische Halbleitervorrichtungen angewendet und unter Berücksichtigung dieser Idee werden Flächenmatrixgehäuse wie z. B. PGA-Gehäuse, in denen Stiftelektroden, die aus Metall bestehen, auf einer Oberfläche ausgebildet sind, anstelle von Leiterrahmen entwickelt.
  • Das heißt, es ist möglich, eine Halbleitervorrichtung durch Anordnen von externen Anschlüssen an einer planaren Oberfläche zu miniaturisieren. Durch Anwenden dieses Verfahrens auf eine Leistungshalbleitervorrichtung können externe Anschlüsse herausgeführt werden, während der Isolationsabstand in der planaren Oberfläche aufrechterhalten wird, so dass es möglich ist, die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren.
  • Externe Anschlüsse sind jedoch direkt über der Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung ausgebildet und daher hängen die Positionen zum Herausführen der externen Anschlüsse weitgehend von der Anordnung der Leistungshalbleiterelemente in der Leistungshalbleitervorrichtung ab und das Verlegen eines Musters einer verdrahteten Leiterplatte, die mit einer Leistungshalbleitervorrichtung durch die externen Anschlüsse gebondet wird, wird kompliziert und es besteht ein Problem, dass die Flexibilität des Musterentwurfs der gedruckten Leiterplatte verloren geht und die gedruckte Leiterplatte groß wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungshalbleitervorrichtung zu schaffen, die externe Anschlüsse in gewünschten Positionen verlegen kann, während Isolationsabstände über Leistungshalbleiterelementen aufrechterhalten werden, und die miniaturisiert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung weist ein Leistungshalbleiterelement mit einer hinteren Oberfläche, die an ein Verdrahtungsmuster oder eine Unterlage gebondet ist, und einer Oberflächenelektrode auf einer Oberfläche entgegengesetzt zur hinteren Oberfläche, einen zylindrischen Kommunikationsteil mit einer unteren Oberfläche, die an die Oberflächenelektrode des Leistungshalbleiterelements und/oder an das Verdrahtungsmuster gebondet ist, ein Spritzpressharz mit einem konkaven Teil, der eine obere Oberfläche des Kommunikationsteils freilegt, und das andere Oberflächen als die obere Oberfläche des Kommunikationsteils, die Unterlage, das Verdrahtungsmuster und das Leistungshalbleiterelement bedeckt, und einen externen Anschluss, von dem ein Ende in die obere Oberfläche des Kommunikationsteils eingesetzt ist und das andere Ende nach oben geführt ist, auf. Mindestens ein externer Anschluss weist zwischen beiden Endteilen einen gebogenen Bereich auf, der in einer L-Form gebogen ist. Der gebogene Bereich ist in den konkaven Teil des Spritzpressharzes eingebettet.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Abstand zwischen Anschlüssen an der Vorrichtung verringern, während sie einen Kriechisolationsabstand über den Leistungshalbleiterelementen aufrechterhält, und kann externe Anschlüsse in gewünschten Positionen verlegen und kann miniaturisiert werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
    • 1 eine schematische Schnittansicht, die eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 2 eine schematische Schnittansicht, die darstellt, dass eine gedruckte Leiterplatte, die eine externe Vorrichtung ist, und eine Leistungshalbleitervorrichtung durch externe Anschlüsse gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden sind;
    • 3 eine Vogelperspektive, die darstellt, dass externe Anschlüsse in konkave Teile eingebettet sind, die an einer Spritzpressharzoberfläche auf der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind;
    • 4 ein Strukturdiagramm eines L-förmigen externen Anschlusses gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 bis 9 Strukturdiagramme eines L-förmigen externen Anschlusses gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 10 ein Strukturdiagramm eines L-förmigen externen Anschlusses zum Lötbonden gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 11, 12 Strukturdiagramme eines L-förmigen externen Anschlusses zum Presssitzbonden gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 13, 14 Strukturdiagramme eines L-förmigen externen Anschlusses zum Federbonden gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 15 ein Strukturdiagramm einer Leistungshalbleitervorrichtung, in der konvexe Formen ausgebildet sind, gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 16 ein Strukturdiagramm einer Leistungshalbleitervorrichtung, in der konkave Formen ausgebildet sind, gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • <A. Erste bevorzugte Ausführungsform>
  • <A-1. Konfiguration>
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 1 dargestellt, ist bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform eine stark wärmeleitende Isolationsschicht 2, die als Unterlage dient, auf einer Oberfläche (oberen Oberfläche) einer Metallplatte 1 vorgesehen, die als Metallwärmeableiter zum Abgeben von Wärme der Leistungshalbleitervorrichtung dient. Ferner sind auf der oberen Oberfläche dieser stark wärmeleitenden Isolationsschicht 2 Verdrahtungsmuster 3 von Metallfolien ausgebildet. Die Metallplatte 1, die stark wärmeleitende Isolationsschicht 2 und die Verdrahtungsmuster 3 bilden ein Metallschaltungssubstrat 8, das als Schaltungssubstrat dient.
  • Auf die Verdrahtungsmuster 3 sind Leistungshalbleiterelemente 5 und zylindrische Kommunikationsteile 6 durch Lötmittel 4 im Wesentlichen vertikal gebondet. Das Leistungshalbleiterelement 5 ist an das Verdrahtungsmuster 3 durch seine hintere Oberfläche gebondet und weist eine Oberflächenelektrode auf seiner oberen Oberfläche entgegengesetzt zur hinteren Oberfläche auf und die untere Oberfläche des Kommunikationsteils 6 ist an die Oberflächenelektrode des Leistungshalbleiterelements 5 und/oder das Verdrahtungsmuster 3 gebondet. Ferner verbinden Bonddrähte 9 elektrisch zwischen dem Verdrahtungsmuster 3 und dem Verdrahtungsmuster 3, zwischen dem Leistungshalbleiterelement 5 und dem Leistungshalbleiterelement 5 und zwischen dem Verdrahtungsmuster 3 und dem Leistungshalbleiterelement 5.
  • Die Oberfläche des Metallschaltungssubstrats 8, auf der die Verdrahtungsmuster 3 ausgebildet sind, Umfangsseitenoberflächen und Außenseiten der Leistungshalbleiterelemente 5, die Bonddrähte 9 und die zylindrischen Kommunikationsteile 6 sind ferner durch ein Spritzpressharz 7 versiegelt. Das Spritzpressharz 7 ist jedoch nicht in konkave Teile 12 und konkave Teile 20 gefüllt, die über den Kommunikationsteilen 6 angeordnet sind, und die oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6 sind so ausgebildet, dass sie freiliegen. In die Kommunikationsteile 6 sind L-förmige externe Anschlüsse 10 bzw. lineare externe Anschlüsse 11 eingesetzt. Die einen Enden der externen Anschlüsse 10 und externen Anschlüsse 11 sind in die oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6 eingesetzt und die anderen Enden sind nach oben geführt. Obwohl die konkaven Teile 12 und konkaven Teile 20 so ausgebildet sind, dass sie den Formen der einzusetzenden externen Anschlüsse 10 und externen Anschlüsse 11 beispielsweise in ihrer Anordnung entsprechen, können die konkaven Teile 12 außerdem in den oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6 über den Leistungshalbleiterelementen 5 angeordnet sein und in diesem Fall sind die entsprechenden externen Anschlüsse 10 in die konkaven Teile 12 eingesetzt, so dass die externen Anschlüsse 10 über den Leistungshalbleiterelementen 5 angeordnet sind.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform kann ein Verbundmaterial wie z. B. ein Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit, einschließlich beispielsweise Aluminium und einer Aluminiumlegierung, Kupfer und einer Kupferlegierung, Eisen und einer Eisenlegierung oder Kupfer/Eisen-Nickel-Legierung/Kupfer, Aluminium/Eisen-Nickel-Legierung/Aluminium, für die Metallplatte 1 verwendet werden. Insbesondere wenn Leistungshalbleiterelemente 5 mit großer Stromkapazität verwendet werden, ist es bevorzugt, Kupfer mit guter Wärmeleitfähigkeit zu verwenden. Ferner werden die Dicke, Länge und Breite der Metallplatte 1 gemäß der Stromkapazität der Leistungshalbleiterelemente 5 geeignet bestimmt. Das heißt, wenn die Stromkapazität der Leistungshalbleiterelemente 5 größer wird, wird die Metallplatte 1 dicker gemacht und die Länge und Breite der Metallplatte 1 werden erhöht.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform kann ferner beispielsweise eine Harzisolationsplatte, die verschiedene Keramiken oder anorganische Pulver enthält, oder eine Harzisolationsplatte, die Glasfasern enthält, für die stark wärmeleitende Isolationsschicht 2 verwendet werden. Die in der stark wärmeleitenden Isolationsschicht 2 enthaltenen anorganischen Pulver umfassen Aluminiumoxid, Berylliumoxid, Bornitrid, Magnesiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid. Ferner ist die Dicke der stark wärmeleitenden Isolationsschicht 2 beispielsweise 20 bis 400 Mikrometer.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform werden ferner beispielsweise Kupferfolien für die Verdrahtungsmuster 3 verwendet und Aluminiumdrähte werden für die Bonddrähte 9 verwendet. Die Dicke der für die Verdrahtungsmuster 3 verwendeten Kupferfolien und der Drahtdurchmesser und auch die Anzahl von Aluminiumdrähten, die für die Bonddrähte 9 verwendet werden, werden gemäß der Stromkapazität der Leistungshalbleiterelemente 5 geeignet bestimmt.
  • Ferner werden beispielsweise Metallzylinder für die zylindrischen Kommunikationsteile 6 verwendet und Metall, das eine gute Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit aufweist und das durch die Verdrahtungsmuster 3 und das Lötmittel 4 gebondet werden kann, wie z. B. plattierte Materialien aus Kupfer und einer Kupferlegierung oder Aluminium und einer Aluminiumlegierung wird vorzugsweise für das Material der Metallzylinder verwendet. Die Dicke der zylindrischen Kommunikationsteile 6 wird gemäß der Stromkapazität geeignet bestimmt, so dass die Kommunikationsteile 6 durch den Formdruck beim Spritzpressen nicht verformt werden.
  • Die Höhe der Kommunikationsteile 6 muss nur eine Höhe sein, die ausreichend die Verbindung von externen Anschlüssen ermöglicht, die anschließend eingesetzt und verbunden werden. Der Innendurchmesser der Kommunikationsteile 6 wird gemäß den Außendurchmessern der Einsetzteile der L-förmigen externen Anschlüsse 10 und der linearen externen Anschlüsse 11 bestimmt, die anschließend eingesetzt und verbunden werden, und muss nur mindestens ein Innendurchmesser sein, der die Befestigung der externen Anschlüsse 10 und der externen Anschlüsse 11 ermöglicht. Ferner wird der Innendurchmesser der zylindrischen Kommunikationsteile 6 am Endteil auf der Spritzpressharzoberflächenseite gleich dem oder größer als der Innendurchmesser des zentralen Teils gemacht. Dadurch werden die externen Anschlüsse 10 und die externen Anschlüsse 11 leicht in die Kommunikationsteile 6 eingesetzt.
  • Ferner ist eine verjüngte Form für den Kommunikationsteil 6 vorgesehen, um die Benetzbarkeit mit dem Lötmittel 4, das zum Bonden der Verdrahtungsmuster 3 und der Kommunikationsteile 6 verwendet wird, zu verbessern und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Ferner weisen die konkaven Teile 12 und konkaven Teile 20 der Kommunikationsteile 6, die durch das Spritzpressharz 7 versiegelt sind, auch verjüngte Formen auf und diese verjüngten Formen schaffen einen Vorteil zum Erleichtern des Einsetzens der externen Anschlüsse 10 und externen Anschlüsse 11, die anschließend in die Kommunikationsteile 6 eingesetzt werden.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ist es, obwohl die Orientierungen der verjüngten Formen sowohl in der unteren Oberfläche, die gelötet ist, als auch in der oberen Oberfläche, die durch ein Spritzpressharz versiegelt ist, gleich sind, selbst wenn die Orientierungen der verjüngten Formen in der unteren Oberfläche, die gelötet ist, entgegengesetzt sind, möglich, den Effekt der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Die Winkel der verjüngten Formen werden ferner beispielsweise gemäß dem Typ von Lötmittel geeignet geändert.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform wird ferner ein Epoxidharz, in das Siliziumdioxidpulver als Füllstoff gefüllt sind, beispielsweise für das Spritzpressharz 7 verwendet. Für den Gehaltsprozentsatz von in das Spritzpressharz 7 zu füllenden Siliziumdioxidpulvern wird die optimale Menge unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungsfaktors eines Elements, das in der Leistungshalbleitervorrichtung verwendet wird, ausgewählt.
  • Wenn beispielsweise Kupfer für die Verdrahtungsmuster 3 und die Metallplatte 1 verwendet wird, wird die Menge an in das Epoxidharz zu füllenden Siliziumdioxidpulvern derart festgelegt, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Spritzpressharzes 7 16 ppm/°C entspricht, was der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupfer ist. Dadurch ist es möglich, eine Leistungshalbleitervorrichtung zu schaffen, die keine Verzerrung aufweist.
  • Um die Wärmefreisetzungsleistung des Spritzpressharzes 7 zu verbessern, ist es ferner bevorzugt, Aluminiumoxidpulver als Füllstoff anstelle von Siliziumdioxidpulvern zu verwenden.
  • <A-2. Herstellungsprozess>
  • Als nächstes wird ein Beispiel eines Leistungshalbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform wird beispielsweise durch Anordnen einer Epoxidharzplatte, die Aluminiumoxidpulver des B-Stufenzustandes enthält, als stark wärmeleitende Isolationsschicht 2 auf einer Kupferplatte mit einer Dicke von 3 mm, die die Metallplatte 1 ist, und Legen einer Kupferfolie mit einer Dicke von 0,3 mm auf die Epoxidharzplatte hergestellt.
  • Ein Laminat, das durch Laminieren der Kupferplatte, der Aluminiumoxidpulver enthaltenden Epoxidharzplatte und der Kupferfolie erhalten wird, wird erhitzt und gepresst und die Kupferplatte und die Kupferfolie werden mittels der Aluminiumoxidpulver enthaltenden Epoxidharzplatte verbunden. Als nächstes werden die Verdrahtungsmuster 3 durch Ätzen der Kupferfolie ausgebildet.
  • Folglich wird das Metallschaltungssubstrat 8 mit der Metallplatte 1, die aus Kupfer besteht, der Isolationsschicht 2 aus Aluminiumoxidpulver enthaltendem Epoxidharz und den Verdrahtungsmustern 3 aus Kupfer ausgebildet.
  • Als nächstes werden die Leistungshalbleiterelemente 5 unter Verwendung des Lötmittels 4 an den Elementmontageteil gebondet, der an beliebigen Stellen auf den Verdrahtungsmustern 3 vorgesehen ist, und dann werden die zylindrischen Kommunikationsteile 6 in den gebondeten Teilen mit den externen Anschlüssen 10 und externen Anschlüssen 11, die an beliebigen Stellen auf den Verdrahtungsmustern 3 vorgesehen sind, gebondet.
  • Dann werden die Abschnitte, die zwischen dem Verdrahtungsmuster 3 und dem Verdrahtungsmuster 3, zwischen dem Leistungshalbleiterelement 5 und dem Leistungshalbleiterelement 5 und zwischen dem Verdrahtungsmuster 3 und dem Leistungshalbleiterelement 5 geleitet werden müssen, durch die Aluminiumbonddrähte 9 verbunden. Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ist ferner, obwohl die Verdrahtungsmuster 3 und die Leistungshalbleiterelemente 5 durch die Bonddrähte 9 verbunden sind, die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt und kann den Effekt der vorliegenden Erfindung schaffen, solange andere Komponenten, die eine elektrische Verbindung ermöglichen, verwendet werden.
  • Bei der obigen Ausbildungsprozedur zum Durchführen von Löten und Drahtbonden werden die Bonddrähte 9 gestanzt, nachdem alle Teile durch Lötmittel gebondet sind, und daher besteht, wenn die Leistungshalbleiterelemente 5 oder andere Verdrahtungsmuster 3 an die Verdrahtungsmuster 3 drahtgebondet werden, die mit den Kommunikationsteilen 6 geleitet sind, eine Möglichkeit, dass die Bonddrähte aufgrund der Höhe der Kommunikationsteile 6 und aufgrund der Einschränkung der Drahtbondvorrichtung nicht in der Nähe gestanzt werden können. Daher besteht eine Begrenzung in der Montagefläche. Daher gibt es das nächste Verfahren als Verfahren zum weiteren Verringern der Montagefläche. Dieses Verfahren umfasst das Löten und dann Drahtbonden der Verdrahtungsmuster 3 und der Leistungshalbleiterelemente 5 und dann das Bonden der Verdrahtungsmuster 3 und der Kommunikationsteile 6. Das Bonden wird in zwei Schritten durchgeführt, so dass die Verdrahtungsmuster 3 und Kommunikationsteile 6 unter Verwendung von Niedertemperaturlöten oder anderen Bondverfahren als Löten gebondet werden. Beispielsweise gibt es ein Klebeverfahren unter Verwendung von Silberpaste und ein Verfahren unter Verwendung von Ultraschallbonden.
  • Als nächstes wird das Metallschaltungssubstrat 8, auf dem die drahtgebondeten Leistungshalbleiterelemente 5 und Kommunikationsteile 6 montiert sind, in eine Form gesetzt und wird mit dem Epoxidharz-Spritzpressharz 7, in das beispielsweise Siliziumdioxidpulver gefüllt sind, durch das Spritzpressverfahren versiegelt.
  • Die vorstehend beschriebene vorliegende Erfindung ist nicht auf das Metallschaltungssubstrat 8 begrenzt, und es ist auch möglich, den Effekt der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Keramiksubstrats als Komponente zu erhalten.
  • Die externen Anschlüsse 10 und die externen Anschlüsse 11 werden in die durch das Spritzpressharz 7 versiegelten Kommunikationsteile 6 eingesetzt.
  • Für die Form der externen Anschlüsse wie z. B. der externen Anschlüsse 10 und der externen Anschlüsse 11, die mit den Kommunikationsteilen 6 verbunden werden sollen, besteht, obwohl die L-förmigen externen Anschlüsse 10 vorzugsweise für die Kommunikationsteile 6 verwendet werden, in die die externen Anschlüsse 10 eingesetzt werden, kein Problem, selbst wenn die linearen externen Anschlüsse 11, die vertikal als solche in die Kommunikationsteile 6 eingesetzt werden, in Kombination verwendet werden.
  • Selbst durch teilweise Verwendung der L-förmigen externen Anschlüsse 10 können die Positionen von Abschnitten zur Verbindung der externen Vorrichtung beliebig in der Leistungshalbleitervorrichtung und der externen Vorrichtung, die durch die externen Anschlüsse 10 verbunden werden, entworfen werden.
  • Das heißt, selbst wenn eine Leistungshalbleitervorrichtung verwendet wird, die gemäß Positionen der Leistungshalbleiterelemente 5 und der Kommunikationsteile 6 derart entworfen ist, dass die Leistungshalbleitervorrichtung unter Verwendung der L-förmigen externen Anschlüsse 10 am meisten miniaturisiert wird, können die Abschnitte zur Verbindung der externen Vorrichtungen, die den Kommunikationsteilen 6 der Leistungshalbleitervorrichtung entsprechen, in beliebige Positionen gesetzt werden, so dass es möglich ist, die externe Vorrichtung zu miniaturisieren und Verdrahtungen zu schaffen, die den elektrischen Verlust verringern können.
  • Als Beispiel zur Verringerung des elektrischen Verlusts ist es im Fall der Leistungshalbleitervorrichtung, die die 2-in-1-Struktur übernimmt, die IGBT-Elemente und Diodenelemente als Leistungshalbleiterelemente 5 verwendet, unter Verwendung von zwei L-förmigen externen Anschlüssen für jeweilige externe Anschlüsse, die mit einem zylindrischen P-Elektroden-Kommunikationsteil und zylindrischen N-Elektroden-Kommunikationsteil verbunden sind, die in der Leistungshalbleitervorrichtung ausgebildet sind, möglich, Anschlüsse benachbart zueinander anzuordnen und Verdrahtungen, die an die externe Vorrichtung gebondet werden, in einer parallelen Verdrahtung zu verlegen und die Induktivität zu verringern.
  • Im Gegensatz dazu ist es, wenn nur die linearen externen Anschlüsse 11 als Bondanschlüsse der Leistungshalbleitervorrichtung und der externen Vorrichtung verwendet werden, erforderlich, die Abschnitte zur Verbindung der externen Vorrichtung direkt über den Kommunikationsteilen 6 vorzusehen, und daher besteht ein Problem, dass eine optimale Schaltungsverlegung in der externen Vorrichtung schwierig ist und gleichzeitig die externe Vorrichtung groß wird.
  • <A-3. Konfiguration des Kommunikationsteils>
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die darstellt, dass eine gedruckte Leiterplatte 13, die eine externe Vorrichtung ist, und die Leistungshalbleitervorrichtung durch den externen Anschluss 10 und den externen Anschluss 11 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden sind. Bei den L-förmigen externen Anschlüssen 10 und den linearen externen Anschlüssen 11 sind die einen Vorderenden der externen Anschlüsse 10 und der externen Anschlüsse 11 in die Kommunikationsteile 6 eingesetzt und gleichzeitig sind die anderen Vorderenden an Durchgangslochteile 14 oder Kontaktfleckteile 15 der gedruckten Leiterplatte 13 gebondet, die die externe Vorrichtung ist, und ist es möglich, die Leistungshalbleitervorrichtung und die gedruckte Leiterplatte 13 unter Verwendung der externen Anschlüsse 10 und der externen Anschlüsse 11 miteinander zu verbinden, so dass die Prozedur einfach ist und die Langzeitzuverlässigkeit verbessert werden kann.
  • Obwohl in der schematischen Schnittansicht nicht dargestellt, sind Montageteile zum Ansteuern der Leistungshalbleitervorrichtung wie z. B. Widerstandsteile, Kondensatorteile, Transformatorteile und Mikrocomputerteile auf der gedruckten Leiterplatte 13 montiert, die die externe Vorrichtung ist.
  • 3 ist eine Vogelperspektive, die darstellt, dass die Kommunikationsteile 6 und die Durchgangslochteile 14 der gedruckten Leiterplatte 13 oder die Seite, die nicht an die Kontaktfleckteile 15 gebondet ist, in den L-förmigen externen Anschlüssen 10, das heißt, gebogene Bereiche 21 der externen Anschlüsse 10, in konkave Teile 12 der externen Anschlüsse eingebettet sind, die auf der Oberfläche des Spritzpressharzes 7 auf der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung ausgebildet sind.
  • Durch Einbetten der gebogenen Bereiche 21 der L-förmigen externen Anschlüsse 10 in die konkaven Teile 12 der externen Anschlüsse am Spritzpressharz wird der Kriechisolationsabstand zwischen benachbarten verschiedenen externen Elektrodenanschlüssen lang, so dass es möglich ist, das Intervall zwischen den verschiedenen externen Elektrodenanschlüssen auf einen vorbestimmten Kriechabstand zu verringern und folglich die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren.
  • 4 stellt einen Fall dar, in dem Befestigungsvorsprünge 18 in Bezug auf den konkaven Teil 12 in einem gebogenen Bereich 22 eines externen Anschlusses 111 ausgebildet sind, der in den konkaven Teil 12 eingebettet ist, der in der Oberfläche des Spritzpressharzes 7 ausgebildet ist, das in der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde.
  • Durch Schaffen der Befestigungsvorsprünge 18 wird der L-förmige externe Anschluss 111 mit hoher Positionierungspräzision im konkaven Teil 12 befestigt, der in der Oberfläche des Spritzpressharzes ausgebildet ist. Mittels dessen verbessert sich die Präzision der Position des vorderen Endteils des externen Anschlusses 111 in Bezug auf den Durchgangslochteil 14 oder den Kontaktfleckteil 15 der gedruckten Leiterplatte 13, so dass das Einsetzen erleichtert wird und gleichzeitig sich die Zuverlässigkeit nach dem Bonden auch verbessert.
  • Unter Verwendung von beispielsweise SiC als Halbleiter mit breiter Bandlücke für die Leistungshalbleiterelemente 5 ist es möglich, die Stromdichte zu verbessern und die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren. Dasselbe gilt für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen.
  • <A-4. Effekt>
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Leistungshalbleitervorrichtung die Leistungshalbleiterelemente 5, die hintere Oberflächen aufweisen, die an die Verdrahtungsmuster 3 auf der Isolationsschicht 2 gebondet sind, die als Unterlage dient, und die Oberflächenelektroden auf Oberflächen entgegengesetzt zu den hintere Oberflächen aufweisen, die zylindrischen Kommunikationsteile 6, die untere Oberflächen aufweisen, die an die Oberflächenelektroden der Leistungshalbleiterelemente 5 und/oder an die Verdrahtungsmuster 3 gebondet sind, das Spritzpressharz 7, das konkave Teile 20 und konkave Teile 12 aufweist, die die oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6 freilegen, und das andere Oberflächen als die oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6, die Isolationsschicht 2, die Verdrahtungsmuster 3 und die Leistungshalbleiterelemente 5 bedeckt, und die externen Anschlüsse 10 und 11, deren eine Enden in die oberen Oberflächen der Kommunikationsteile 6 eingesetzt sind, und deren andere Enden nach oben geführt sind, auf, und mindestens ein externer Anschluss 10 weist zwischen beiden Endteilen den gebogenen Bereich 21 auf, der in einer L-Form gebogen ist, und der gebogene Bereich 21 ist in den konkaven Teil 12 des Spritzpressharzes 7 eingebettet, so dass es möglich ist, den Abstand zwischen den Anschlüssen an der Leistungshalbleitervorrichtung zu verringern, während ein Kriechisolationsabstand über den Leistungshalbleiterelementen 5 aufrechterhalten wird, und externe Anschlüsse in gewünschten Positionen zu verlegen und die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leistungshalbleitervorrichtung ferner eine gedruckte Leiterplatte auf, die über den externen Anschlüssen 11 und externen Anschlüssen 10 angeordnet ist, und die anderen Enden der externen Anschlüsse 11 und der externen Anschlüsse 10 sind an die Durchgangslochteile 14 oder den Kontaktfleckteil 15 der gedruckten Leiterplatte 13 gebondet, so dass, selbst wenn die externen Anschlüsse 11 und externen Anschlüsse 10 in die Durchgangslochteile 14 eingesetzt und daran gebondet sind oder an den Kontaktfleckteil 15 gebondet sind, es möglich ist, sie gemeinsam an der gedruckten Leiterplatte 13 mit den Durchgangslochteilen 14 zu verbinden oder an den Kontaktfleckteil 15 zu bonden und die gedruckte Leiterplatte 13 ohne Begrenzung zu entwerfen. Ferner verbessert sich die Langzeitzuverlässigkeit.
  • Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner in der Leistungshalbleitervorrichtung der externe Anschluss 111 Vorsprünge 18 auf, die mit den Seitenoberflächen des konkaven Teils 12 des Spritzpressharzes 7 im gebogenen Bereich 22 in Eingriff stehen, so dass der L-förmige externe Anschluss 111 mit hoher Positionierungspräzision im konkaven Teil 12 befestigt wird, der an der Oberfläche des Spritzpressharzes ausgebildet ist, und sich die Präzision der Position des vorderen Endteils des externen Anschlusses 111 verbessert und folglich das Einsetzen erleichtert wird und sich gleichzeitig die Zuverlässigkeit nach dem Bonden auch verbessert.
  • <B. Zweite bevorzugte Ausführungsform>
  • <B-1. Konfiguration>
  • 5 bis 9 sind Strukturdiagramme von L-förmigen externen Anschlüssen, wobei die L-förmigen externen Anschlüsse einen oder mehrere an die Kommunikationsteile 6 zu bondende Abschnitte und an die Durchgangslochteile 14 oder den Kontaktfleckteil 15 der gedruckten Leiterplatte 13 zu bondende Abschnitte aufweisen.
  • 5 ist ein Strukturdiagramm des L-förmigen externen Anschlusses 100 mit einem an den Kommunikationsteil 6 zu bondenden Abschnitt und einem an die gedruckte Leiterplatte 13 zu bondenden Abschnitt.
  • 6 ist ein Strukturdiagramm eines L-förmigen externen Anschlusses 101 und externen Anschlusses 102, die zwei an den Kommunikationsteil 6 zu bondende Abschnitte und einen an die gedruckte Leiterplatte 13 zu bondenden Abschnitt aufweisen.
  • 7 ist ein Strukturdiagramm eines L-förmigen externen Anschlusses 103, der einen an den Kommunikationsteil 6 zu bondenden Abschnitt und zwei an die gedruckte Leiterplatte 13 zu bondende Abschnitte aufweist.
  • 8 ist ein Strukturdiagramm eines L-förmigen externen Anschlusses 104 und externen Anschlusses 105, die zwei an den Kommunikationsteil 6 zu bondende Abschnitte und zwei an die gedruckte Leiterplatte 13 zu bondende Abschnitte aufweisen.
  • Wenn die Stromkapazität in der Leistungshalbleitervorrichtung relativ klein ist, besteht kein Problem, wenn der in 5 dargestellte L-förmige externe Anschluss 100 mit einem Bondabschnitt an beiden Vorderenden verwendet wird. Wenn jedoch eine Erregung mit nur einem Verbindungselement in der Leistungshalbleitervorrichtung mit einer großen Stromkapazität durchgeführt wird, tritt eine teilweise (lokale) Wärmeerzeugung auf, wodurch Probleme wie z. B. Risse an der Lötstelle, Ablösen oder Wärmewiderstand der gedruckten Leiterplatte 13 verursacht werden, und daher nimmt die Zuverlässigkeit der Vorrichtung ab.
  • In diesen Fällen ist es durch Erhöhen der Anzahl von Abschnitten der Erreger, wie in 6 bis 8 dargestellt, möglich, das Problem zu lösen, dass die Stromkapazität zunimmt und die Wärmeerzeugung konzentriert wird, und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert sich. Im Gegensatz dazu nehmen jedoch die Zahlen der Kommunikationsteile 6 und der Durchgangslochteile 14 und der Kontaktfleckteile 15 der gedruckten Leiterplatte 13 in der Leistungshalbleitervorrichtung zu und es besteht eine Möglichkeit, dass die Miniaturisierung verhindert wird, und daher ist es erforderlich, die Formen und die Anzahl der Verbindungselemente zu optimieren und zu verwenden.
  • Wenn SiC, das ein Halbleiter mit breiter Bandlücke ist, für das Leistungshalbleiterelement 5 verwendet wird, ist es bevorzugt, einen L-förmigen externen Anschluss 110, der in 9 dargestellt ist, gemäß der Verbesserung der Stromdichte zu verwenden.
  • Durch Verbreitern der Breite des gebogenen Bereichs 23 im Vergleich zu den allgemeinen Leistungshalbleiterelementen 5 (wenn Si verwendet wird) kann der externe Anschluss 110 seine Wärmeerzeugung unterdrücken und kann den Verlust der Leistungshalbleitervorrichtung verringern.
  • <B-2. Effekt>
  • Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weisen in der Leistungshalbleitervorrichtung die externen Anschlüsse 100 bis 105 bzw. der externe Anschluss 110 ein oder mehrere Verbindungselemente an ihren beiden Enden auf, so dass es möglich ist, die Form und die Anzahl von Verbindungselementen unter Berücksichtigung des Grades der Konzentration der Wärmeerzeugung und des Bedarfs an einer Miniaturisierung zu optimieren.
  • Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner in der Leistungshalbleitervorrichtung der gebogene Bereich 23 des externen Anschlusses 110 eine breitere Breite in einer Richtung, die zur Längsrichtung des externen Anschlusses 110 im Wesentlichen senkrecht ist, als die Breite der anderen Bereiche des externen Anschlusses 110 auf, so dass, selbst wenn die Stromdichte zunimmt, falls SiC, das ein Halbleiter mit breiter Bandlücke ist, für die Leistungshalbleiterelemente 5 verwendet wird, es möglich ist, die Erhöhung der Stromdichte geeignet zu unterstützen.
  • Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind ferner in der Leistungshalbleitervorrichtung die Leistungshalbleiterelemente 5 mit Halbleitern mit breiter Bandlücke ausgebildet, so dass die Stromdichte der Leistungshalbleitervorrichtung sich verbessert und die Leistungshalbleitervorrichtung weiter miniaturisiert werden kann.
  • <C. Dritte bevorzugte Ausführungsform>
  • <C-1. Konfiguration>
  • 10 stellt die Struktur des externen Anschlusses 100 dar, wenn Lötbonden als Verfahren zum Bonden des L-förmigen externen Anschlusses 100 an den Kommunikationsteil 6 und den Durchgangslochteil 14 und den Kontaktfleckteil 15 der gedruckten Leiterplatte 13 verwendet wird.
  • Unter Verwendung von Lötbonden muss die Form des Vorderendes des externen Anschlusses 100 nicht entwickelt werden, so dass es möglich ist, die Kosten der externen Anschlüsse zu verringern. Für ein Material des L-förmigen externen Anschlusses 100, das zum Lötbonden verwendet wird, ist ein gut elektrisch leitfähiges Material wie z. B. Kupfer oder eine Kupferlegierung bevorzugt. Um das Lötbonden durchzuführen, wird eine Zinn- oder Nickelplattierung verwendet, wenn es erforderlich ist. Das obige Lötbonden wird auf die linearen externen Anschlüsse 11 in derselben Weise angewendet.
  • 11 und 12 stellen Strukturen eines L-förmigen externen Anschlusses 106 und externen Anschlusses 107 dar, die Einpressen als Verfahren zum Bonden des externen Anschlusses 106 und des externen Anschlusses 107 an den Kommunikationsteil 6 und den Durchgangslochteil 14 der gedruckten Leiterplatte 13 verwenden.
  • 11 stellt beispielsweise den L-förmigen externen Anschluss 106 mit einer Presssitzform mit einer Struktur dar, die das Vorderende staucht, die im Allgemeinen als „Sternstift“ bezeichnet wird.
  • 12 stellt den L-förmigen externen Anschluss 107 mit einer Presssitzform dar, die im Allgemeinen als „nachgiebiger Stift“ bezeichnet wird.
  • Die Formen sind nicht auf diese zwei Typen begrenzt und der externe Anschluss 106 und der externe Anschluss 107 mit jeweils beispielsweise der C-Presssitzform oder Σ-Presssitzform können auch verwendet werden. Für Materialien des externen Anschlusses 106 und des externen Anschlusses 107 jeweils unter Verwendung eines Presssitzes wird vorzugsweise ein Kupferlegierungsmaterial, das Federeigenschaften und eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, verwendet.
  • Unter Verwendung von Presssitzbonden ist es möglich, ein lötfreies Bonden durchzuführen, wodurch die Zuverlässigkeit der Bondabschnitte verbessert wird und die Montagebearbeitungskosten verringert werden. Außerdem kann das obige Bonden unter Verwendung des Presssitzes auf die linearen externen Anschlüsse 11 in derselben Weise angewendet werden.
  • 13 und 14 stellen Strukturen eines L-förmigen externen Anschlusses 108 und externen Anschlusses 109 dar, wenn eine Feder als Verfahren zum Bonden des externen Anschlusses 108 und externen Anschlusses 109 an den Kommunikationsteil 6 und den Kontaktfleckteil 15 der gedruckten Leiterplatte 13 verwendet wird.
  • 13 stellt beispielsweise den externen Anschluss 108 mit einer C-förmigen Feder dar.
  • 14 stellt den externen Anschluss 109 mit einer allgemeinen Federform dar.
  • Die Formen sind nicht auf diese zwei Typen begrenzt und eine beliebige Form kann verwendet werden, solange die Form das Bonden unter Verwendung der Federfunktion ermöglicht. Für Materialien des externen Anschlusses 108 und des externen Anschlusses 109 jeweils unter Verwendung der Federfunktion wird vorzugsweise ein Kupferlegierungsmaterial, das Federeigenschaften aufweist und gleichzeitig eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, verwendet.
  • Durch Verwirklichen des Bondens mittels der Federfunktion wird das Bonden mittels nur des Kontaktfleckteils 15 der gedruckten Leiterplatte 13 verwirklicht und die Durchgangslochteile 14 werden unnötig, so dass es möglich ist, die gedruckte Leiterplatte 13 zu miniaturisieren. Außerdem kann das obige Bonden unter Verwendung der Feder auf die linearen externen Anschlüsse 11 in derselben Weise angewendet werden.
  • Obwohl ein Verfahren zum Bonden der L-förmigen externen Anschlüsse 10 und linearen externen Anschlüsse 11 an den Kommunikationsteil 6 und den Durchgangslochteil 14 und den Kontaktfleckteil 15 der verdrahteten Leiterplatte 13 spezifisch beschrieben wurde, besteht kein Problem, selbst wenn verschiedene Bondverfahren in Kombination an beiden Enden der externen Anschlüsse verwendet werden.
  • <C-2. Effekt>
  • Bei der dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Leistungshalbleitervorrichtung mindestens ein Endteil der externen Anschlüsse 106 und der externen Anschlüsse 107 unter Verwendung eines Presssitzes gebondet, wodurch lötfreies Bonden ermöglicht wird, so dass es möglich ist, die Zuverlässigkeit der gebondeten Teile zu verbessern und die Montagebearbeitungskosten zu verringern.
  • Bei der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner in der Leistungshalbleitervorrichtung mindestens ein Endteil der externen Anschlüsse 108 und der externen Anschlüsse 109 unter Verwendung einer Feder gebondet, wodurch das Bonden mittels nur des Kontaktfleckteils 15 der gedruckten Leiterplatte 13 ermöglicht wird und die Durchgangslochteile 14 unnötig werden, so dass es möglich ist, die gedruckte Leiterplatte 13 zu miniaturisieren.
  • <D. Vierte bevorzugte Ausführungsform>
  • <D-1. Konfiguration>
  • 15 stellt eine Leistungshalbleitervorrichtung dar, in der konvexe Formen 16 auf der Oberfläche des Spritzpressharzes 7 zwischen den externen Anschlüssen 10 und ferner zwischen den externen Anschlüssen 11 von verschiedenen Elektroden, die auf der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung verlegt sind, ausgebildet sind.
  • Durch Schaffen der konvexen Isolationsformen 16, die auf der Oberfläche des Spritzpressharzes 7 zwischen den externen Anschlüssen 10 und ferner zwischen den externen Anschlüssen 11 von verschiedenen Elektroden ausgebildet sind, kann der Kriechabstand vergrößert werden, so dass es möglich ist, einen beträchtlichen seitlichen Abstand zwischen den externen Anschlüssen 10 und zwischen den externen Anschlüssen 11 zu verringern, die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren und die Kosten zu verringern.
  • 16 stellt eine Leistungshalbleitervorrichtung dar, in der konkave Formen 17 auf der Oberfläche des Spritzpressharzes 7 zwischen den externen Anschlüssen 10 und ferner zwischen den externen Anschlüssen 11 von verschiedenen Elektroden, die auf der oberen Oberfläche der Leistungshalbleitervorrichtung verlegt sind, ausgebildet sind.
  • Durch Schaffen der konkaven Formen 17 zwischen den externen Anschlüssen 10 und ferner zwischen den externen Anschlüssen 11 von verschiedenen Elektroden kann der Kriechabstand vergrößert werden, so dass es möglich ist, einen seitlichen Abstand zwischen den L-förmigen externen Anschlüssen 10 zu verringern, die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren und die Kosten zu verringern.
  • Außerdem kann eine Leistungshalbleitervorrichtung ein Gemisch der konvexen Formen 16 und der konkaven Formen 17 aufweisen.
  • <D-2. Effekt>
  • Bei der vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist in der Leistungshalbleitervorrichtung das Spritzpressharz 7 mehrere konkave Teile 20 und konkave Teile 12 auf und das Spritzpressharz 7 weist die konvexen Formen 16 und/oder konkaven Formen 17 zwischen den vorbestimmten konkaven Teilen 20 und konkaven Teilen 12 auf, wodurch der Kriechabstand vergrößert wird, so dass es möglich ist, einen beträchtlichen seitlichen Abstand zwischen den externen Anschlüssen 10 und zwischen den externen Anschlüssen 11 zu verringern, die Leistungshalbleitervorrichtung zu miniaturisieren und die Kosten zu verringern.
  • Obwohl die Qualität des Materials, das Material und die Implementierungsbedingungen jeder Komponente bei den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, sind diese erläuternd und nicht auf die obige Offenbarung begrenzt.
  • Obwohl die Erfindung im Einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorangehende Beschreibung in allen Aspekten erläuternd und nicht einschränkend. Daher können selbstverständlich zahlreiche Modifikationen und Veränderungen entwickelt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

  1. Leistungshalbleitervorrichtung, die umfasst: ein Leistungshalbleiterelement (5) mit einer hinteren Oberfläche, die an ein Verdrahtungsmuster (3) auf einer Unterlage (2) gebondet ist, und einer Oberflächenelektrode auf einer Oberfläche entgegengesetzt zur hinteren Oberfläche; einen zylindrischen Kommunikationsteil (6) mit einer unteren Oberfläche, die an die Oberflächenelektrode des Leistungshalbleiterelements (5) und/oder an das Verdrahtungsmuster (3) gebondet ist; ein Spritzpressharz (7) mit einem konkaven Teil (20 , 12), der eine obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6) freilegt, und das andere Oberflächen als die obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6), die Unterlage (2), das Verdrahtungsmuster (3) und das Leistungshalbleiterelement (5) bedeckt; und einen externen Anschluss (11 , 10), von dem ein Ende in die obere Oberfläche des Kommunikationsteils (6) eingesetzt ist und das andere Ende nach oben geführt ist, wobei der mindestens eine externe Anschluss (10) zwischen beiden Endteilen einen gebogenen Bereich (21) aufweist, der in einer L-Form gebogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Bereich (21) in den konkaven Teil (12) des Spritzpressharzes (7) eingebettet ist.
  2. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine verdrahtete Leiterplatte (13) umfasst, die über dem externen Anschluss (11 , 10) angeordnet ist, wobei das andere Ende des externen Anschlusses (11 , 10) an einen Durchgangslochteil (14) oder einen Kontaktfleckteil (15) der gedruckten Leiterplatte (13) gebondet ist.
  3. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gebogenen Bereich (22) der externe Anschluss (111) einen Vorsprung (18) aufweist, der mit einer Seitenoberfläche des konkaven Teils (12) des Spritzpressharzes (7) in Eingriff steht.
  4. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Anschluss (100 - 105 , 110) ein oder mehrere Verbindungselemente an beiden Endteilen des externen Anschlusses (100 - 105 , 110) aufweist.
  5. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Bereich (23) des externen Anschlusses (100) eine breitere Breite in einer Richtung, die zu einer Längsrichtung des externen Anschlusses (110) fast senkrecht ist, als eine Breite von anderen Bereichen des externen Anschlusses (110) aufweist.
  6. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungshalbleiterelement (5) aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke besteht.
  7. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Endteil des externen Anschlusses (106 , 107) unter Verwendung eines Presssitzes gebondet ist.
  8. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Endteil des externen Anschlusses (108 , 109) unter Verwendung einer Feder gebondet ist.
  9. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzpressharz (7) mehrere konkave Teile (20 , 12) aufweist, von denen jeder zum konkaven Teil (20 , 12) identisch ist; und das Spritzpressharz (7) eine konvexe Form (16) und/oder eine konkave Form (17) zwischen vorbestimmten konkaven Teilen (20 , 12) aufweist.
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