DE102013213205A1 - Halbleitereinheit - Google Patents

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DE102013213205A1
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Shinsuke Nishi
Shogo Mori
Yuri Otobe
Naoki Kato
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Toyota Industries Corp
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Abstract

Eine Halbleitereinheit umfasst eine erste leitfähige Schicht, eine zweite leitfähigen Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist, eine erste Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine zweite Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine erste Stromschiene für eine elektrische Verbindung der zweiten Halbleitervorrichtung mit der ersten leitfähigen Schicht, und eine zweite Stromschiene für eine elektrische Verbindung der ersten Halbleitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie. Die erste Stromschiene ist in einer überlappenden Beziehung zu der zweiten Stromschiene in einer derartigen Art und Weise angeordnet, dass ein Formharz zwischen die ersten Stromschiene und die zweite Stromschiene eingefüllt ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitereinheit, die eine Halbleitervorrichtung aufweist, die elektrisch mit einer Leistungsquelle über eine Stromschiene bzw. einen Sammelleiter verbunden ist.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-202885 offenbart eine Halbleitereinheit, die beispielweise als eine elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung verwendet werden kann. Die Halbleitereinheit weist einen IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) als eine Halbleitervorrichtung und eine Diode auf. Die Kollektor-Elektrode des IGBT und die Bodenelektrode der Diode sind an einen Block gelötet, der dazu dient, die Wärme, die durch den IGBT und die Diode erzeugt wird, abzugeben, und ebenso dazu dient, die Bodenseite des IGBT mit der Bodenseite der Diode zu verbinden. Die Emitter-Elektrode des IGBT und die Oberseitenelektrode der Diode sind durch eine Leitung verbunden.
  • Es gibt einen Bedarf für eine Halbleitereinheit einer niedrigeren Induktanz, um die Wärmemenge, die während des Betriebs der Einheit erzeugt wird, zu verringern. Es gibt ebenso einen Bedarf für eine Halbleitereinheit einer kleineren Größe, wenn die Einheit in einer Umgebung, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Halbleitereinheit eines Aufbaus bereitzustellen, der eine verringerte Induktanz und eine verringerte Größe ermöglicht.
  • KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitereinheit eine erste leitfähige Schicht, eine zweite leitfähige Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist, eine erste Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine zweite Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine erste Sammelleitung bzw. Stromschiene für eine elektrische Verbindung der zweiten Halbleitervorrichtung mit der ersten leitfähigen Schicht, und eine zweite Sammelleitung bzw. Stromlinie für eine elektrische Verbindung der ersten Hableitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie. Die erste Stromschiene ist in einer überlappenden Beziehung zu der zweiten Stromlinie in einer derartigen Art und Weise angeordnet, dass ein Formharz zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene eingefüllt ist.
  • Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitereinheit eine erste leitfähige Schicht, eine zweite leitfähige Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist, eine erste Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine zweite Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angebracht ist, und zwei Sammelleitungen bzw. Stromschienen, von denen eine für eine elektrische Verbindung der ersten Halbleitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie bereitgestellt ist, wobei der andere hiervon für eine elektrische Verbindung der zweiten leitfähigen Schicht mit dem anderen der positiven und negativen Anschlüsse der Batterie bereitgestellt ist. Die zwei Stromschienen sind in einer überlappenden Beziehung zueinander in einer derartigen Art und Weise angeordnet, dass ein Formharz zwischen die Stromschienen eingefüllt ist.
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht, ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Drei-Phasen-Umrichters als ein Ausführungsbeispiel einer Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 zeigt eine Draufsicht des Drei-Phasen-Umrichters gemäß 1,
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung, die entlang einer Linie III-III gemäß 2 entnommen ist,
  • 4 zeigt eine Schnittdarstellung, die entlang einer Linie IV-IV gemäß 2 entnommen ist, und
  • 5 zeigt ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Drei-Phasen-Umrichters gemäß 1.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend wird der Drei-Phasen-Umrichter als ein Ausführungsbeispiel der Halbleitereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst der Drei-Phasen-Umrichter, der allgemein durch 10 bezeichnet wird, eine Schaltungsplatine 20, sechs Halbleitervorrichtung 41, 42, 43, 44, 45 und 46, die auf der Schaltungsplatine 20 angebracht sind, und eine Kühleinrichtung 11 oder ein Wärmeabstrahlelement, das thermisch mit der Schaltungsplatine 20 gekoppelt ist. Es ist anzumerken, dass die oberen und unteren Seiten, wie sie in 1 betrachtet werden, jeweils die oberen und unteren Seiten des Umrichters 10 sind.
  • Die Schaltungsplatine 20 umfasst ein rechteckiges keramisches Substrat 21 oder eine Isolationsschicht, sowie erste, zweite, dritte und vierte Metallplatten 22, 23, 24 und 25, die jeweils zu der Oberseitenfläche des keramischen Substrats 21 geschichtet sind. Die Metallplatten 22 bis 25 sind elektrisch voneinander isoliert und jeweils aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt.
  • Die ersten, zweiten und dritten Metallplatten 22, 23 und 24 sind in einer longitudinalen Richtung des keramischen Substrats 21 angeordnet. Die vierte Metallplatte 25 und jede der ersten, zweiten und dritten Metallplatten 22, 23 und 24 sind in einer quer verlaufenden Richtung des keramischen Substrats 21 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen die ersten, zweiten und dritten Metallplatten 22, 23 und 24 der ersten leitfähigen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung, und die vierte Metallplatte 25 entspricht der zweiten leitfähigen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Von den sechs Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 sind drei Halbleitervorrichtungen 42, 44, 46, die nachstehend als die ersten Halbleitervorrichtungen bezeichnet werden, jeweils auf den ersten, zweiten und dritten Metallplatten 22, 23, 24 angebracht, wobei die restlichen drei Halbleitervorrichtungen 41, 43, 45, die nachstehend als die zweiten Halbleitervorrichtungen bezeichnet werden, auf der vierten Metallplatte 25 angebracht sind.
  • Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der Umrichter 10 erste Sammelleitungen bzw. Stromschienen 26, 27, 28, die ein rechteckiges Profil in einer Draufsicht aufweisen und mit den jeweiligen Metallplatten 22, 23, 24 verbunden sind. Die erste Stromschiene 26 ist bei einem zugehörigen longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der ersten Metallplatte 21 verbunden und bei dem zugehörigen entgegengesetzten longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der zweiten Halbleitervorrichtung 41 verbunden. Die erste Stromschiene 27 ist bei einem zugehörigen longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der ersten Metallplatte 23 verbunden und bei dem zugehörigen entgegengesetzten longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der zweiten Halbleitervorrichtung 43 verbunden. Die erste Stromschiene 28 ist bei einem zugehörigen longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der ersten Metallplatte 24 verbunden und bei dem zugehörigen entgegengesetzten longitudinalen Ende mit der Oberseitenfläche der zweiten Halbleitervorrichtung 45 verbunden. Die ersten Stromschienen 26, 27, 28 verbinden die Metallplatten 22, 23, 24 jeweils elektrisch mit den zweiten Halbleitervorrichtungen 41, 43, 45.
  • Der Umrichter 10 umfasst eine zweite Stromschiene 29, die mit den Oberseitenflächen der jeweiligen ersten Halbleitervorrichtungen 42, 44, 46 für eine elektrische Verbindung mit einem negativen Anschluss einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle verbunden ist. Die zweite Stromschiene 29 weist eine Basis 30, die ein rechteckiges Profil in einer Draufsicht aufweist, und Verbindungsabschnitte 31, 32, 33 auf, die ein rechteckiges Profil in einer Draufsicht aufweisen und sich von der Basis 30 erstrecken. Die Verbindungsabschnitte 31, 32, 33 sind voneinander longitudinal zu der Basis 30 beabstandet und erstrecken sich quer zu der Basis 30. Die Verbindungsabschnitte 31, 32, 33 werden jeweils mit den Oberseitenflächen der ersten Halbleitervorrichtungen 42, 44, 46 verbunden. Die zweite Stromschiene 29 verbindet elektrisch die ersten Halbleitervorrichtungen 42, 44, 46 mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle.
  • Der Umrichter 10 umfasst ferner eine dritte Stromschiene 34, die mit der vierten Metallplatte 25 für eine elektrische Verbindung zu einem positiven Anschluss der Leistungsquelle verbunden ist. Die dritte Stromschiene 34 verbindet elektrisch die vierte Metallplatte 25 mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle. Die zweiten und dritten Stromschienen 29, 34 werden elektrisch mit den Leistungsquellenanschlüssen unterschiedlicher Polaritäten verbunden.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Basis 30 der zweiten Stromschiene 29 in einer überlappenden Beziehung zu der dritten Stromschiene 34 angeordnet, wenn sie in der Richtung ihrer Dicken betrachtet werden. Wie es in einer Draufsicht in 2 gesehen wird, sind die Basis 30 der zweiten Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 so positioniert, dass ihre imaginären longitudinalen Mittellinien parallel zueinander sind, aber voneinander in der Querrichtung der Basis 30 versetzt sind. Somit weist die Basis 30 der zweiten Stromschiene 29 einen Abschnitt auf, der die dritte Stromschiene 34 überlappt, wenn sie in der Richtung ihrer Dicke betrachtet werden, d. h. der Richtung, in der das keramische Substrat 21 und die jeweiligen Metallplatten 22 bis 25 geschichtet sind.
  • Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, sind die ersten Stromschienen 26, 27, 28 in einer überlappenden Beziehung zu der Basis 30 und den jeweiligen Verbindungsabschnitten 31, 32, 33 der zweiten Stromschiene 29 angeordnet, wenn sie in die Richtung der zugehörigen Dicke betrachtet werden. Wie es in der Draufsicht in 2 gesehen wird, sind die Verbindungsabschnitte 31, 32, 33 der zweiten Stromschiene 29 und die ersten Stromschienen 26, 27, 28 so positioniert, dass ihre imaginären longitudinalen Mittellinien parallel zueinander sind, aber versetzt zueinander in der Querrichtung der Verbindungsabschnitte 31, 32, 33 sind. Somit weist die zweite Stromschiene 29 einen Abschnitt auf, der die ersten Stromschienen 26, 27, 28 in der Richtung ihrer Dicke überlappt, d. h. der Richtung, in der das keramische Substrat 21 und die jeweiligen Metallplatten 22 bis 25 geschichtet sind.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, weisen die dritte Stromschiene 34, die zweite Stromschiene 29 und die ersten Stromschienen 26 bis 28 Oberflächen auf, die die Metallplatten 22 bis 25 überlappen und parallel zu den Metallplatten 22 bis 25 ausgerichtet sind. Anders ausgedrückt sind die dritte Stromschiene 34, die zweite Stromschiene 29 und die ersten Stromschienen 26 bis 28 angeordnet, um sich parallel zu den Metallplatten 22 bis 25 zu erstrecken.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist ein Beanspruchungsentlastungselement bzw. Entspannungselement 35 auf der Bodenoberfläche des keramischen Substrats 21 bereitgestellt. Das Entspannungselement 35 ist eine Metallplatte, wie beispielweise eine Aluminiumplatte, und weist mehrere Löcher 35A auf, die sich durch es hindurch in die Richtung der zugehörigen Dicke erstrecken.
  • Das Entspannungselement 35 ist zwischen das keramische Substrat 21 und die Kühleinrichtung 11 eingefügt und damit verbunden. Die Kühleinrichtung 11 weist in sich mehrere gerade Kanäle 11A auf, durch die ein Kühlmittel strömt. Obwohl es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, weist die Kühleinrichtung 11 einen Einlass und einen Auslass auf, durch die ein Kühlmittel in die Kanäle 11A und aus den Kanälen 11A strömt.
  • In dem Drei-Phasen-Umrichter 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Kühleinrichtung 11 und die Bauelemente, die darauf angebracht sind, durch ein isolierendes Formharz 12 geformt. Spezifisch deckt das Formharz 12 einen Teil der Oberseitenfläche der Kühleinrichtung 11 ab und deckt ebenso die ersten Halbleitervorrichtung 42, 44, 46, die zweiten Halbleitervorrichtungen 41, 43, 45, die Metallplatten 22 bis 25, das keramische Substrat 21, das Entspannungselement 35, die ersten Stromschienen 26 bis 28, die zweite Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 ab. Das Formharz 12 wird zwischen derartige Komponenten gefüllt, spezifisch zwischen die zweite Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 und ebenso zwischen die zweite Stromschiene 29 und die ersten Stromschienen 26 bis 28. Ein Teil der dritten Stromschiene 34 und ein Teil der Basis 30 der zweiten Stromschiene 29 ragen aus dem Formharz 12 heraus, an die die Leistungsquelle beispielsweise durch eine externe Elektrode elektrisch angeschlossen wird.
  • 5 zeigt ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Umrichters 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Jede der Halbleitervorrichtungen 41, 42, 43, 44, 45, 46 weist eine Vorrichtung auf, die eine Schaltvorrichtung, wie beispielsweise Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, und eine Diode D umfasst. Die Schaltvorrichtungen Q1, Q3, Q5 in den jeweiligen zweiten Halbleitervorrichtungen 41, 43, 45 fungieren als der obere Zweig des Umrichters 10. Die Schaltvorrichtungen Q2, Q4, Q6 der jeweiligen ersten Halbleitervorrichtungen 42, 44, 46 fungieren als der untere Zweig des Umrichters 10. Die Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 können durch eine Leistungshalbleitervorrichtung bereitgestellt werden, wie beispielsweise ein IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) oder ein Leistungs-MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor). Die Gate-Elektroden und Emitter-Elektroden der jeweiligen Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 sind auf den Oberseitenflächen der jeweiligen Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 bereitgestellt, und die Kollektor-Elektroden der jeweiligen Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 sind auf den Bodenoberflächen der jeweiligen Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 bereitgestellt. Die Anoden der jeweiligen Dioden D sind auf den Oberseitenoberflächen der jeweiligen Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 bereitgestellt, und die Kathoden der jeweiligen Dioden D sind auf den Bodenoberflächen der jeweiligen Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 bereitgestellt.
  • Die Schaltvorrichtungen Q1, Q2 sind in Reihe geschaltet, die Schaltvorrichtungen Q3, Q4 sind in Reihe geschaltet und die Schaltvorrichtungen Q5, Q6 sind in Reihe geschaltet.
  • Die Kollektor-Elektroden der Schaltvorrichtungen Q1, Q3, Q5 sind über die vierte Metallplatte 25 und die dritte Stromschiene 34 mit dem positiven Anschluss einer Batterie B oder der Leistungsquelle verbunden. Die Emitter-Elektroden der Schaltvorrichtungen Q2, Q4, Q6 sind über die zweite Stromschiene 29 mit dem negativen Anschluss der Batterie B verbunden.
  • Die Diode D für jede der Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 ist in Sperrrichtung parallel zwischen der Emitter-Elektrode und der Kollektor-Elektrode angeschlossen, spezifisch ist die Diode D bei einer zugehörigen Kathode an die Emitter-Elektrode und bei einer zugehörigen Anode an die Kollektor-Elektrode angeschlossen.
  • Die Verbindungen zwischen den Schaltvorrichtungen Q1, Q2, zwischen den Schaltvorrichtungen Q3, Q4 und auch zwischen den Schaltvorrichtungen Q5, Q6 sind an eine Last 51 angeschlossen, wie beispielsweise einen Drei-Phasen-Motor. Der Umrichter 10 wandelt eine Gleichstromleistung der Batterie B in eine Wechselstromleistung um, die der Last 51 zuzuführen ist.
  • In dem vorstehend beschriebenen Umrichter 10 weist jede der ersten Stromschienen 26, 27, 28 einen Abschnitt auf, der die zweite Stromschiene 29 in der Richtung ihrer Dicke überlappt, wobei die zweite Stromschiene 29 einen Abschnitt aufweist, der die dritte Stromschiene 34 in der Richtung ihrer Dicke überlappt. Die Richtung des elektrischen Stroms, der durch die ersten Stromschienen 26, 27, 28 und durch die dritte Stromschiene 34 fließt, ist entgegengesetzt zu der Richtung des elektrischen Stroms, der durch die zweite Stromschiene 29 fließt. Somit wird ein magnetischer Fluss, der durch den Strom erzeugt wird, der durch die ersten Stromschienen 26, 27, 28 und die dritte Stromschiene 34 fließt, aufgrund einer wechselseitigen Induktion durch den magnetischen Fluss aufgehoben, der durch den Strom erzeugt wird, der durch die zweite Stromschiene 20 fließt.
  • Das Formharz 12 wird zwischen die zweite Stromschiene 29 und die jeweiligen ersten Stromschienen 26, 27, 28 und auch zwischen die zweite Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 gefüllt. Während des Betriebs des Umrichters 10 fungiert, wenn ein Strom durch die ersten Stromschienen 26, 27, 28, die zweite Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 fließt, das Formharz 12 als die Isolationsschicht, die die ersten Stromschienen 26, 27, 28 von der zweiten Stromschiene 29 und ebenso die zweite Stromschiene 29 von der dritten Stromschiene 34 isoliert.
  • Der Umrichter 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bietet die nachstehend genannten Vorteile.
    • (1) Jede der ersten Stromschienen 26, 27, 28 weist einen Abschnitt auf, der die zweite Stromschiene 29 in der Richtung ihrer Dicke überlappt. Eine wechselseitige Induktion, die zwischen der zweiten Stromschiene 29 und den jeweiligen ersten Stromschienen 26, 27, 28 auftritt, hat eine verringerte Induktanz des Umrichters 10 zur Folge. Das Formharz 12, das zwischen den ersten Stromschienen 26, 27, 28 und der zweiten Stromschiene 29 vorhanden ist, fungiert als die Schicht zur Isolierung dazwischen und erlaubt somit eine geringere Entfernung zwischen den ersten Stromschienen 26, 27, 28 und der zweiten Stromschiene 29 für die Isolierung dazwischen. Dies verhindert eine Vergrößerung der Entfernung zwischen den ersten Stromschienen 26, 27, 28 und der zweiten Stromschiene 29 für die Isolierung dazwischen, was eine verringerte Größe des Umrichters 10 zur Folge hat.
    • (2) Die zweite Stromschiene 29 weist einen Abschnitt auf, der die dritte Stromschiene 34 in der Richtung ihrer Dicke überlappt. Eine wechselseitige Induktion, die zwischen der zweiten Stromschiene 29 und der dritten Stromschiene 34 auftritt, hat eine weiter reduzierte Induktanz des Umrichters 10 zur Folge. Das Formharz 12, das zwischen der zweiten Stromschiene 29 und der dritten Stromschiene 34 vorhanden ist, fungiert als die Isolationsschicht für die Isolierung dazwischen, was eine Vergrößerung der Entfernung zwischen der zweiten Stromschiene 29 und der dritten Stromschiene 34 verhindert, was eine weiter verringerte Größe des Umrichters 10 zur Folge hat.
    • (3) Die Bereitstellung der Metallplatten 22 bis 25 auf dem keramischen Substrat 21 stellt eine gute Isolierung der Metallplatten 22 bis 25 bereit.
    • (4) Die Kühleinrichtung 11 ist mit der Bodenoberfläche des keramischen Substrats 21 verbunden. Die Wärme, die durch die Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 erzeugt wird, wird durch das keramische Substrat 21 zu der Kühleinrichtung 11 übertragen und von dort abgestrahlt.
    • (5) Das Entspannungselement 35, das zwischen dem keramischen Substrat 21 und der Kühleinrichtung 11 eingefügt ist, dient zur Verringerung der thermischen Belastung, die durch die Differenz in dem Koeffizienten einer linearen Ausdehnung zwischen der Kühleinrichtung 11 und dem keramischen Substrat 21 verursacht wird. Dies verhindert ein Auftreten von Brüchen bei den Verbindungen zwischen dem keramischen Substrat 21 und dem Entspannungselement 35 und zwischen dem Entspannungselement 35 und der Kühleinrichtung 11, wodurch verhindert wird, dass die Kühleinrichtung 11 von dem Entspannungselement 35 abgelöst wird.
    • (6) Die Schaltvorrichtungen Q1 bis Q6 werden als die jeweiligen Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 verwendet, sodass die Schaltvorrichtungen Q1, Q2 in Reihe geschaltet sind, die Schaltvorrichtungen Q3, Q4 in Reihe geschaltet sind und die Schaltvorrichtungen Q5, Q6 in Reihe geschaltet sind. Jedes der Paare von derart in Reihe geschalteten Schaltvorrichtungen Q1, Q2, der Schaltvorrichtungen Q3, Q4, und der Schaltvorrichtungen Q5, Q6 bildet eine Phase des Drei-Phasen-Umrichters 10.
    • (7) Die Verwendung der Kühleinrichtung 11 als das Wärmeabstrahlelement, das die mehreren Kanäle 11A aufweist, ermöglicht eine effiziente Abstrahlung der Wärme, die durch die Halbleitervorrichtungen 41 bis 46 erzeugt wird, durch das Kühlmittel, das durch die Kanäle 11A der Kühleinrichtung 11 strömt.
    • (8) Die versetzte Anordnung der zweiten Stromschiene 29 in Bezug auf die ersten Stromschienen 26, 27, 28 und die dritte Stromschiene 34 hilft dabei, das Harz zwischen die zweite Stromschiene 29 und die ersten Stromschienen 26, 27, 28 und zwischen die zweite Stromschiene 29 und die dritte Stromschiene 34 während des Harzformvorgangs zu füllen.
    • (9) Eine derartige versetzte Anordnung der zweiten Stromschiene 29 macht es ebenso einfach, den Teil zu überprüfen, bei dem die zweite Stromschiene 29, die ersten Stromschienen 26, 27, 28 und die dritte Stromschiene 34 beispielsweise mittels Löten verbunden sind.
    • (10) Die versetzte Anordnung der zweiten Stromschiene 29 vereinfacht ebenso das Verbinden der zweiten Stromschiene 29, der ersten Stromschienen 26, 27, 28 und der dritten Stromschiene 34 beispielsweise mittels Löten.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann in verschiedenerlei Weise modifiziert werden, wie es nachstehend beispielhaft beschrieben ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es so modifiziert werden, dass die zweite Stromschiene 29 in einer überlappenden Beziehung nur zu den ersten Stromschienen 26, 27, 28 oder der dritten Stromschiene 34 angeordnet ist, und dass auch das Formharz 12 zwischen solche Stromschienen gefüllt wird, die in einer überlappenden Beziehung zueinander angeordnet sind. Alternativ hierzu kann die zweite Stromschiene 29 in einer überlappenden Beziehung zu zumindest einer der ersten Stromschienen 26, 27, 28 angeordnet sein.
  • Die dritte Stromschiene 34 und die zweite Stromschiene 29 können nicht nur parallel zu den Metallplatten 22 bis 25 ausgerichtet sein, sondern auch senkrecht zu den Metallplatten 22 bis 25. In diesem Fall sind die dritte Stromschiene 34 und die zweite Stromschiene 29 angeordnet, um sich in die Richtung zu erstrecken, in der das keramische Substrat 21 und die Metallplatten 22 bis 25 geschichtet sind. Dies hilft dabei, die Größe des Umrichters 10 zu verringern, wenn sie entlang den Metallplatten 22 bis 25 gemessen wird.
  • In dem Fall, dass die Kühleinrichtung 11 aus einem isolierenden Material hergestellt ist oder die Oberseitenflächen der Kühleinrichtung 11 mit einem isolierenden Material beschichtet ist, kann der Umrichter 10 das keramische Substrat 21 entbehren und die Metallplatten 22 bis 25 können direkt mit der Kühleinrichtung 11 verbunden werden. Alternativ hierzu können die Metallplatten 22 bis 25 auf irgendeinem isolierenden Element, das zu der Kühleinrichtung 11 unterschiedlich ist, bereitgestellt werden.
  • Der Umrichter 10 kann die Kühleinrichtung 11 entbehren, solange die Wärme, die während des Betriebs des Umrichters 10 erzeugt wird, in ausreichender Weise durch ein zu der Kühleinrichtung 11 unterschiedliches Mittel abgegeben werden kann.
  • Der Umrichter 10 kann das Entspannungselement 35 entbehren, solange die thermische Belastung, die während des Betriebs des Umrichters 10 auftritt, niedrig genug ist. In diesem Fall ist die Kühleinrichtung 11 auf die Bodenoberfläche des keramischen Substrats 21 hartgelötet.
  • Die Kühleinrichtung 11 kann durch ein geeignetes planares Wärmeabstrahlelement ersetzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei einem Drei-Phasen-Umrichter, wie beispielsweise 10, anwendbar, sondern auch bei einem Einzelphasen-Umrichter oder einem Gleichstromwandler bzw. DC-DC-Wandler.
  • Eine Halbleitereinheit umfasst eine erste leitfähige Schicht, eine zweite leitfähigen Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist, eine erste Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine zweite Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angebracht ist, eine erste Stromschiene für eine elektrische Verbindung der zweiten Halbleitervorrichtung mit der ersten leitfähigen Schicht, und eine zweite Stromschiene für eine elektrische Verbindung der ersten Halbleitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie. Die erste Stromschiene ist in einer überlappenden Beziehung zu der zweiten Stromschiene in einer derartigen Art und Weise angeordnet, dass ein Formharz zwischen die ersten Stromschiene und die zweite Stromschiene eingefüllt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006-202885 [0002]

Claims (8)

  1. Halbleitereinheit mit: einer ersten leitfähigen Schicht; einer zweiten leitfähigen Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist; einer ersten Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist; einer zweiten Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist; einer ersten Stromschiene für eine elektrische Verbindung der zweiten Halbleitervorrichtung mit der ersten leitfähigen Schicht; und einer zweiten Stromschiene für eine elektrische Verbindung der ersten Halbleitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromschiene in einer überlappenden Beziehung zu der zweiten Stromschiene in einer derartigen Art und Weise angeordnet ist, dass ein Formharz zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene eingefüllt ist.
  2. Halbleitereinheit nach Anspruch 1, ferner mit einer dritten Stromschiene für eine elektrische Verbindung der zweiten leitfähigen Schicht mit dem anderen der positiven und negativen Anschlüsse der Batterie, wobei die zweite Stromschiene in einer überlappenden Beziehung zu der dritten Stromschiene in einer derartigen Art und Weise angeordnet ist, dass ein Formharz zwischen die zweite Stromschiene und die dritte Stromschiene eingefüllt ist.
  3. Halbleitereinheit nach Anspruch 2, ferner mit einer Isolationsschicht, mit der die erste leitfähige Schicht und die zweite leitfähige Schicht verbunden sind.
  4. Halbleitereinheit nach Anspruch 3, ferner mit einem Wärmeabstrahlelement, das mit der isolierenden Schicht verbunden ist.
  5. Halbleitereinheit nach Anspruch 4, ferner mit einem Entspannungselement, das zwischen der Isolationsschicht und dem Wärmeabstrahlelement bereitgestellt ist.
  6. Halbleitereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die erste Halbleitervorrichtung drei Unterzweig-Schaltvorrichtungen umfasst, die jede eine Kollektor-Elektrode und eine Emitter-Elektrode aufweisen, die zweite Halbleitervorrichtung drei Oberzweig-Schaltvorrichtungen umfasst, die jede eine Kollektor-Elektrode und eine Emitter-Elektrode aufweisen, wobei die Anzahl der ersten leitfähigen Schichten drei ist, die Unterzweig-Schaltvorrichtungen bei zugehörigen Kollektor-Elektroden mit den jeweiligen ersten leitfähigen Schichten elektrisch verbunden sind, die Oberzweig-Schaltvorrichtungen bei zugehörigen Kollektor-Elektroden mit der zweiten leitfähigen Schicht elektrisch verbunden sind, die Oberzweig-Schaltvorrichtungen bei zugehörigen Emitter-Elektroden mit den jeweiligen ersten leitfähigen Schichten durch die erste Stromschiene elektrisch verbunden sind, die Unterzweig-Schaltvorrichtungen bei zugehörigen Emitter-Elektroden mit dem negativen Anschluss der Batterie durch die zweite Stromschiene elektrisch verbunden sind, und die dritte Stromschiene mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist.
  7. Halbleitereinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Wärmeabstrahlelement eine Kühleinrichtung ist, die in sich mehrere Kühlkanäle aufweist.
  8. Halbleitereinheit mit: einer ersten leitfähigen Schicht; einer zweiten leitfähigen Schicht, die elektrisch von der ersten leitfähigen Schicht isoliert ist; einer ersten Halbleitervorrichtung, die auf der ersten leitfähigen Schicht angebracht ist; einer zweiten Halbleitervorrichtung, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angebracht ist; und zwei Stromschienen, von denen eine für eine elektrische Verbindung der ersten Halbleitervorrichtung mit einem der positiven und negativen Anschlüsse einer Batterie bereitgestellt ist, der andere hiervon für eine elektrische Verbindung der zweiten leitfähigen Schicht mit dem anderen der positiven und negativen Anschlüsse der Batterie bereitgestellt ist; wobei die zwei Stromschienen in einer überlappenden Beziehung zueinander in einer derartigen Art und Weise angeordnet sind, dass ein Formharz zwischen die Stromschienen eingefüllt ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11955452B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11955414B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11961790B2 (en) 2020-10-14 2024-04-16 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5696696B2 (ja) * 2012-08-03 2015-04-08 株式会社豊田自動織機 半導体装置
KR102034717B1 (ko) 2013-02-07 2019-10-21 삼성전자주식회사 파워모듈용 기판, 파워모듈용 터미널 및 이들을 포함하는 파워모듈
CN106068559A (zh) * 2014-03-07 2016-11-02 三菱电机株式会社 绝缘基板及半导体装置
DE102014104716B3 (de) * 2014-04-03 2015-02-26 Danfoss Silicon Power Gmbh Leistungshalbleitermodul
JP6166701B2 (ja) * 2014-08-22 2017-07-19 株式会社東芝 半導体装置
DE112015001270T5 (de) 2014-10-10 2017-02-09 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitervorrichtung und Sammelschiene
JP6540324B2 (ja) * 2015-07-23 2019-07-10 富士電機株式会社 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法
JP6326038B2 (ja) * 2015-12-24 2018-05-16 太陽誘電株式会社 電気回路装置
FR3060901B1 (fr) * 2016-12-15 2019-08-23 Valeo Systemes De Controle Moteur Module electronique de puissance
JP6885175B2 (ja) * 2017-04-14 2021-06-09 富士電機株式会社 半導体装置
JP6865094B2 (ja) * 2017-04-26 2021-04-28 マレリ株式会社 パワーモジュール
DE102017207565A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Halbleitermodul
US10074590B1 (en) * 2017-07-02 2018-09-11 Infineon Technologies Ag Molded package with chip carrier comprising brazed electrically conductive layers
EP3651342B1 (de) * 2017-09-27 2021-09-01 Aisin AW Co., Ltd. Wandlermodul
WO2019098368A1 (ja) * 2017-11-20 2019-05-23 ローム株式会社 半導体装置
EP3557614A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul mit einem leistungselektronischen bauelement auf einer substratplatte und leistungselektronische schaltung mit einem solchen leistungsmodul
US11444036B2 (en) * 2018-07-18 2022-09-13 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Power module assembly
US11070140B2 (en) * 2018-10-25 2021-07-20 Eaton Intelligent Power Limited Low inductance bus assembly and power converter apparatus including the same
CN111106296A (zh) 2018-10-26 2020-05-05 三星Sdi株式会社 用于电池模块的汇流条和电池模块
EP3644396A1 (de) * 2018-10-26 2020-04-29 Samsung SDI Co., Ltd. Stromschiene für ein batteriemodul sowie batteriemodul
US11271272B2 (en) 2018-10-26 2022-03-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
PL3644408T3 (pl) * 2018-10-26 2024-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Moduł baterii
FR3091139B1 (fr) 2018-12-21 2020-12-11 Safran Electrical & Power Module de distribution électrique comprenant des socles supportant conjointement des barres de puissance et des composants de puissance
JP7292155B2 (ja) * 2019-08-28 2023-06-16 三菱電機株式会社 半導体装置
JPWO2022030244A1 (de) * 2020-08-05 2022-02-10
DE102021204694A1 (de) * 2021-05-10 2022-11-10 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterleistungsmodul

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006202885A (ja) 2005-01-19 2006-08-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545364B2 (en) * 2000-09-04 2003-04-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Circuit device and method of manufacturing the same
JP4277169B2 (ja) * 2003-01-06 2009-06-10 富士電機デバイステクノロジー株式会社 電力用半導体モジュール
JP2005217072A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP4603956B2 (ja) * 2005-08-26 2010-12-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4582161B2 (ja) * 2008-03-04 2010-11-17 株式会社豊田自動織機 電力変換装置
JP5469932B2 (ja) 2009-06-30 2014-04-16 株式会社 日立パワーデバイス パワーモジュール及びそれを用いた車両用インバータ
JP5293473B2 (ja) * 2009-07-16 2013-09-18 富士電機株式会社 半導体パワーモジュール
JP2011210745A (ja) * 2010-03-26 2011-10-20 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板及びその製造方法
JP5521771B2 (ja) * 2010-05-21 2014-06-18 株式会社デンソー 半導体モジュールおよびその製造方法
US8466541B2 (en) * 2011-10-31 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Low inductance power module

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006202885A (ja) 2005-01-19 2006-08-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11955452B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11955414B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11955451B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11955413B2 (en) 2020-10-14 2024-04-09 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module
US11961790B2 (en) 2020-10-14 2024-04-16 Rohm Co., Ltd. Semiconductor module

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