DE102015216779B4 - Leistungshalbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Leistungshalbleitervorrichtung, beinhaltend:ein Leistungshalbleitermodul (10) mit einem ersten Leistungshalbleiterchip (1), einem zweiten Leistungshalbleiterchip (2), einer mit einer ersten Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchips (1) verbundene P-Elektrode (3), eine mit einer ersten Elektrode des zweiten Leistungshalbleiterchips (2) verbundene N-Elektrode (4), eine mit einer zweiten Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchips (1) und einer zweiten Elektrode des zweiten Leistungshalbleiterchips (2) verbundene AC-Elektrode (5), und einem Gießelement, welches den ersten Leistungshalbleiterchip (1), den zweiten Leistungshalbleiterchip (2), die P-Elektrode (3), die N-Elektrode (4) und die AC-Elektrode (5) eingießt; undeinen Kühlkörper (20), der so angeordnet ist, dass er in Kontakt mit dem Leistungshalbleitermodul (10) steht und Wärme des Leistungshalbleitermoduls (10) abgibt, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dassdie N-Elektrode (4) auf GND-Potential ist;die N-Elektrode (4) vom Leistungshalbleitermodul (10) exponiert ist und mit dem Kühlkörper (20) in Kontakt kommt;die P-Elektrode (3) und die AC-Elektrode (5) von Seitenoberflächen des Leistungshalbleitermoduls (10) vorragen, unddas Leistungshalbleitermodul (10) ein Durchgangsloch (30) in einer Dickenrichtung des Leistungshalbleitermoduls (10) enthält; unddas Leistungshalbleitermodul (10) und der Kühlkörper (20) fest mit einer in das Durchgangsloch (30) eingeführten Schraube (32) aneinander fixiert sind,das Durchgangsloch (30) an einer Position vorgesehen ist, die innerhalb einer Ebene der N-Elektrode (4) passiert;beide Oberflächen der N-Elektrode (4) in einer Nähe des Durchgangslochs (30) exponiert sind; undeine Auflagefläche der Schraube (32), die das Leistungshalbleitermodul (10) und den Kühlkörper (20) fixiert, im Kontakt mit der exponierten Oberfläche der N-Elektrode (4) kommt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einem Stromhalbleitermodul eines Spritzguss-Einkapseltyps, montiert an einem Kühlkörper.
  • HINTERGRUND
  • Größenreduktion, niedrige Kosten, hohe Effizienz, hohe Leistung und hohe Zuverlässigkeit sind für eine Leistungselektronikvorrichtung nötig. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es auch notwendig, dass eine Stromumwandlungsleistungs-Halbleitervorrichtung kleiner und zuverlässiger ist.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung beinhaltet ein Leistungshalbleitermodul und einen Kühlkörper, die zu einer Einheit ausgeformt sind. Das Leistungshalbleitermodul wird durch Einkapseln eines schaltbaren Leistungshalbleiterchips und eines Verdrahtungselements, das mit dem Leistungshalbleiterchip verbunden ist, mit einem isolierenden Polymer hergestellt.
  • Um die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls sicherzustellen, werden Leistungshalbleitermodule verschiedenen Zuverlässigkeitstests, wie etwa einem Umgebungstest und einem Haltbarkeitstest, auf einer Eins-zu-Eins-Basis unterworfen, und nur die Leistungshalbleitermodule, die diese Tests bestanden haben, werden auf Kühlkörpern montiert.
  • Es werden Anstrengungen bezüglich einer Größenreduktion der Leistungshalbleitermodule unternommen. Derweil beinhaltet eine für eine Fahrzeugvorrichtung verwendete, Guss-gekapselte Leistungshalbleitervorrichtung, wie etwa ein Motorgenerator, den Kühlkörper auf Erdungs- (nachfolgend als GND bezeichnet) Potential. Daher ist von den Elektroden des Leistungshalbleitermoduls die auf GND-Potential eingestellte Elektrode elektrisch mit dem Kühlkörper verbunden, während die Elektroden an anderen Potentialen als dem GND-Potential gegenüber dem Kühlkörper isoliert sind. Dazu ist es notwendig, ein isolierendes Element auf einer Wärmeabgebenden Oberfläche bereitzustellen. Jedoch macht das isolierende Element eine Größenreduktion schwierig.
  • Weil dies der Fall ist, sind verschiedene Anläufe unternommen worden, sowohl die isolierenden als auch die Wärme freisetzenden Charakteristika zu erfüllen. Beispielsweise schlägt das Japanische Patent JP H05- 246 143 A (PTL 1) ein wie folgt konfiguriertes Leistungshalbleitermodul vor. Die isolierende Schicht ist hier auf der Außenseite eines Metallelements vorgesehen, auf welcher der Leistungshaltleiterchip montiert ist. Hierbei wird Aluminiumoxid aufgesprüht, um eine isolierende Schicht zu bilden und die sich ergebende isolierende Schicht wird nachfolgend mit Wärme behandelt, um die thermische Leitfähigkeit zu verbessern. Der thermische Widerstand des Leistungshalbleitermoduls wird unter Verwendung dieser isolierenden Schicht mit höherer thermischer Leitfähigkeit abgesenkt.
  • Auch schlägt JP 2014- 56 916 A (PTL 2) ein wie folgt konfiguriertes Leistungshalbleitermodul vor. Eine Struktur von Elektroden des Leistungshaltleitermoduls wird hier für eine Größenreduktion auf solche Weise ausgelegt, dass eine Elektrode der oberen Oberflächenseite des Leistungshalbleiterchips durch Verbinden dieser Elektrode mit einer plattenartigen Elektrode exponiert wird. Diese Konfiguration gestattet es, dass die Elektrode in einer Dickenrichtung des Leistungshalbleitermoduls extrahiert wird.
  • Zitateliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: Japanisches Patent JP H05- 246 143 A
    • PTL 2: JP 2014- 56 916 A
  • Die wie in der Patentliteratur oben spezifiziert konfigurierten Leistungshaltleitermodule machen Vorschläge bezüglich Isolation, Wärmeabgabe und Raumsparen des Leistungshalbleitermoduls selbst. Wenn jedoch das Leistungshalbleitermodul auf dem Kühlkörper angeordnet ist, ist es in jedem Fall notwendig, die Elektrode des Leistungshalbleitermoduls auf GND-Potential von den Elektroden an anderen Potentialen als dem GND-Potential zu unterscheiden, so dass die Elektroden selektiv in Leitung mit oder isoliert von dem Kühlkörper sind. Es wird somit notwendig, ein Verbindungselement zwischen dem Leistungshalbleitermodul und dem Kühlkörper bereitzustellen. Jedoch macht diese Konfiguration ein Platzsparen schwierig. Mit anderen Worten sind durch die Leistungshalbleitervorrichtung zu lösende Probleme, die Durchführung eines Zuverlässigkeitstest an einen Zielleistungshalbleitermodul individuell zu gestatten, und weiter, eine Struktur zu ermöglichen, die aus einem am Kühlkörper montierten Leistungshalbleitermodul aufgebaut ist, um höhere Leistungsfähigkeit, höhere Zuverlässigkeit und verbesserte Produktivität zu erzielen.
  • JP 2008 - 270 528 A beschreibt die Struktur eines Halbleitermoduls, das aus einer Vielzahl von Elektroden mit Halbleitern ersten und zweiten Typs besteht, und an einem leitfähigen Gehäuse fixiert ist, wobei eine Erdungselektrode direkt am Gehäuse fixiert ist, das als Wärme-abstrahlendes Bauteil dient.
  • DE 601 19 865 T2 ist auf eine Umwandlungsvorrichtung für elektrische Energie gerichtet, bei der Elektroden näher an ein Kühlelement angeordnet werden als die Zentrumslinie eines Leistungshalbleitermoduls der Umwandlungsvorrichtung, wobei die Elektroden über isolierende Elemente verfügen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist gemacht worden, um die Probleme im Stand der Technik wie oben zu lösen und hat als Aufgabe, eine Leistungshaltleitervorrichtung zu erhalten, die die Durchführung eines Zuverlässigkeitstest an einem Leistungshalbleitermodul alleine ohne Beeinträchtigung von Wärmeabgabecharakteristiken aus Leistungshalbleiterchips, und fähig, Raum der Leistungshalbleitervorrichtung durch Weglassen einer GND-Verbindungskomponente zu sparen.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Zusätzlich ist die N-Elektrode allein zu einer entgegengesetzten Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls exponiert, das zum Kühlkörper weist. Der Kühlkörper ist auf GND-Potential und die N-Elektrode und der Kühlkörper sind elektrisch verbunden, indem sie miteinander in metallischen Kontakt kommen. Die anderen Elektroden als die N-Elektrode geben Wärme aus dem Kühlkörper über eine dünne Polymerschicht ab.
  • In der wie oben konfigurierten Leistungshalbleitervorrichtung ist die mit der Elektrode des Leistungshalbleiterchips verbundene N-Elektrode auf dem GND-Potential gegenüber der gegenüberliegenden Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls exponiert, das zum Kühlkörper weist, und ist die am Kühlkörper fixierte N-Elektrode elektrisch mit dem Kühlkörper auf GND-Potential verbunden. Daher kann ein Belastungstest (breakdown test) der N-Elektrode auf GND-Potential und der anderen Elektroden auf dem Leistungshalbleiterchip allein durchgeführt werden. Auch sind die Wärmekörper und die N-Elektrode elektrisch verbunden, indem sie miteinander in metallischen Kontakt kommen. Es ist daher nicht länger notwendig, einen erweiterten Bereich der N-Elektrode und eine GND-Verbindungselektrode auf der Außenseite des Ein-Kapsel-Polymers bereitzustellen. Daher kann nicht nur ein Anstieg bei einem Produktionsverlust verhindert werden, sondern es kann auch Platz gespart werden. Es sollte angemerkt werden, dass die Elektrode, auf welcher der Leistungshalbleiterchip montiert ist, mit dem Kühlkörper über eine dünne Polymerschicht verbunden ist und daher die WärmeabgabeCharakteristika nicht beeinträchtigt sind.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil einer Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 2 ist ein Querschnitt, der einen Teil der Konfiguration der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 3 ist ein Querschnitt, der einen Teil der Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 4 ist ein Querschnitt, der einen Teil einer Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 5 ist eine Perspektivansicht, die einen exponierten Teil einer N-Elektrode der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 6 ist ein Querschnitt, der einen Teil der Konfiguration der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 7 ist ein Querschnitt, der einen Teil einer Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
    • 8A, 8B und 8C sind Querschnitte, welche schematisch einen Teil einer Konfiguration eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigen;
    • 9 ist ein Aufsicht, welche eine Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt; und
    • 10 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die Konfiguration der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Perspektivansicht, welche einen Teil einer Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform schematisch zeigt. 2 ist ein Querschnitt, genommen längs der Linie A-A von 1, um einen Teil der Konfiguration der Leistungshalbleitervorrichtung 100 schematisch zu zeigen. Die Leistungshalbleitervorrichtung 100 wird aus einem Leistungshalbleitermodul 10 und einem Kühlkörper 20 gebildet. Das Leistungshalbleitermodul 10 weist einen ersten Leistungshalbleiterchip 1, einen zweiten Leistungshalbleiterchip 2, eine P-Elektrode 3, eine N-Elektrode 4 und eine AC-Elektrode 5 auf, verbunden mit dem ersten Leistungshalbleiterchip 1 und dem zweiten Leistungshalbleiterchip 2, die alle mit einem isolierenden Element 6 vergossen sind (nachfolgend als Gießpolymer bezeichnet).
  • Spezifischer ist der erste Leistungshalbleiterchip 1 an der P-Elektrode 3 montiert. Der zweite Leistungshalbleiterchip 2 ist an der AC-Elektrode 5 montiert. Eine Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchip 1 ist mit der AC-Elektrode 5 verbunden. Die N-Elektrode 4 ist mit dem zweiten Leistungshalbleiterchip 2 verbunden. Diese Konfiguration kann wie folgt auf eine andere Weise beschrieben werden. Es sei nämlich angenommen, dass die Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchips 1 eine erste Elektrode 1a und eine zweite Elektrode 1b beinhaltet. Dann ist die P-Elektrode 3 mit der ersten Elektrode 1a des ersten Leistungshalbleiterchips 1 verbunden. Es sei gleichermaßen angenommen, dass die Elektrode des zweiten Leistungshalbleiterchips 2 eine erste Elektrode 2a und eine zweite Elektrode 2b enthält. Dann ist die N-Elektrode 4 mit der ersten Elektrode 2a des zweiten Leistungshalbleiterchips 2 verbunden. Die AC-Elektrode 5 ist mit der zweiten Elektrode 1b des ersten Leistungshalbleiterchips 1 und der zweiten Elektrode 2b des zweiten Leistungshalbleiterchips 2 verbunden.
  • Signalanschlüsse 1c sind mit dem ersten Leistungshalbleiterchip 1 verbunden und Signalanschlüsse 2c sind mit dem zweiten Leistungshalbleiterchip 2 verbunden. Die Signalanschlüsse 1c und 2c sind beispielsweise eine Gatterelektrode bzw. eine Thermometer-Diodenelektrode, die Elektroden sind, die allgemein zum Steuern von Signalen in der Leistungshalbleitervorrichtung verwendet werden.
  • Die P-Elektrode 3, die N-Elektrode 4 und die AC-Elektrode 5, die hierin beschrieben werden, sind Kontaktanschlüsse der Leistungshalbleitervorrichtung 100. Die Kontaktanschlüsse werden allgemein als Leadframe geliefert, der aus einer streifenförmigen dünnen Metallplatte in einem vorbestimmten Muster ausgestanzt wird und aus dem Rahmen ausgeschnitten wird, nachdem eine notwendige Verarbeitung angewendet ist.
  • Spezifischer beinhaltet der (nicht komplett gezeigte) Leadframe die mit der ersten Elektrode 1a verbundene P-Elektrode 3 auf der unteren Oberfläche des ersten Leistungshalbleiterchips 1 über ein leitendes Element 8, die mit der ersten Elektrode 2a verbundene N-Elektrode 4 auf der oberen Oberfläche des zweiten Leistungshalbleiterchips 2 über ein Verdrahtungselement 7 und die mit der zweiten Elektrode 1b verbundene AC-Elektrode 5 auf der oberen Oberfläche des ersten Leistungshalbleiterchip 1 über das Verdrahtungselement 7 und auch mit der zweiten Elektrode 2b auf der unteren Oberfläche des zweiten Leistungshalbleiterchips 2 über das leitfähige Element 8 verbunden. Der Leadframe besteht aus Metall und es wird eine Legierung, basierend beispielsweise auf Kupfer oder Aluminium verwendet. Der Leadframe ist ein plattenartiges Material, das in ein Verdrahtungsmuster mittels Ätzen oder Pressen geformt ist. Ein Leadframe mit einem Metall als Basismaterial, das zur Oberfläche exponiert ist, ist verfügbar. Jedoch ist auch ein zumindest partiell plattierter Leadframe verfügbar. Der Leadframe beinhaltet die Leistungshalbleiterchips 1 und 2, das leitfähige Element 8, das Verdrahtungselement 7 usw. auf einer Seite montiert. Nachdem der Leadframe mit dem Gießpolymer 6 eingekapselt ist, um eingeschlagen zu sein, werden für die elektrische Verdrahtung unerwünschte Bereiche eliminiert. Eine Schaltung wird somit innerhalb des Leistungshalbleitermoduls 10 ausgebildet. Die P-Elektrode 3 und die AC-Elektrode 5 des Leadframes, außer der N-Elektrode 4, erstrecken sich von Seitenoberflächen des Gießpolymers 6, das heißt, dem Isolierelement, und sind mit Außenseiten-Leitungsdrähten verbunden. Die Schaltung der Leistungshalbleitervorrichtung 100 wird somit ausgebildet.
  • Der erste Leistungshalbleiterchip 1 und der zweite Leistungshalbleiterchip 2 beinhalten die Elektroden 1a und 1b bzw. die Elektroden 2a und 2b, die auf der oberen Chipoberfläche bzw. der unteren Chipoberfläche des entsprechenden Leistungshalbleiterchips vorgesehen sind. Die entsprechenden Elektroden 1a, 1b, 2a und 2b sind mechanisch und elektrisch mit der P-Elektrode 3, der N-Elektrode 4 und der AC-Elektrode 5, die Kontaktanschlüsse sind, durch das Verdrahtungselement 7 und das leitfähige Element 8 verbunden. Ein Strom während der Energetisierung passiert in Dickenrichtung die Leistungshalbleiterchips 1 und 2. In 1 sind die Leistungshalbleiterchips 1 und 2 beispielhaft MOSFETs. Jedoch sind IGBTs verfügbar. MOSFETs und IGBTs sind schaltbare Elemente und alle beinhalten einen Gatterbereich und eine Gatterelektrode auf der oberen Chipoberfläche weg von der oberen Chipoberflächenelektrode. In einem Fall, bei dem die Temperatur detektiert wird, sind ein Thermometer-Diodenteil und eine Thermometer-Diodenelektrode von der oberen Chipoberflächenelektrode und der Gatterelektrode beabstandet vorgesehen. Wenn die Gatterelektrode und die Thermometer-Diodenelektrode auf dem Ziel-Leistungshalbleiterchip einer Leistungshalbleitervorrichtung montiert sind, wie in dieser Ausführungsform beschrieben, sind die aus einem Teil des Leadframes, der elektrisch mit der Gatterelektrode zu verbinden sind, gebildete Gatterelektrode und die aus einem Teil des Leadframes, der elektrisch mit der Thermometer-Diodenelektrode zu verbinden ist, gebildete Thermometer-Diodenelektrode auf dem Leistungshalbleiterchip montiert. Die Gatterelektrode und die Thermometer-Diodenelektrode sind jeweils mit Signalanschlüssen 1c und 2c, welche die Gatterelektrode bzw. Thermometer-Diodenelektrode des Leadframes sind, mittels Drahtbondierung verbunden. Ein Material der Leistungshalbleiterchips 1 und 2 ist nicht auf Si beschränkt, und solche, die aus SiC, SiN, GaN und GaAs gemacht sind, sind ebenfalls verfügbar. Die obere Oberflächenelektrode des Leistungshalbleiterchips beinhaltet eine Ni-plattierte Schicht, so dass eine Verlötung aufgebracht werden kann.
  • Das Verdrahtungselement 7 verbindet die obere Chipoberflächenelektrode und die N-Elektrode 4 oder die AC-Elektrode 5 des Leadframes. Wie in 1 gezeigt, wenn das Verdrahtungselement 7, das wie eine Metallplatte geformt ist, verwendet wird, werden das Verdrahtungselement 7 und die obere Chipoberflächenelektrode 1a wie auch das Verdrahtungselement 7 und die N-Elektrode 4 oder die AC-Elektrode 5 über das leitfähige Element bondiert. Das Verdrahtungselement 7 ist so angeordnet, dass es innerhalb des Gießpolymers 6 eingepackt ist und keinen Bereich hat, der das Verdrahtungselement 7 zur Zeit der Herstellung von außen unterstützt. Das Verdrahtungselement 7 verknüpft miteinander über das leitfähige Element 8 zu verbindende Bereiche, und ein Rumpfbereich des Verdrahtungselements 7 erfährt eine Deformation in einer Richtung weg vom Leadframe mehr als die Bereiche, die zu verbinden sind. Eine Querschnittsfläche des Rumpfbereichs des Verdrahtungselements 7 wird anhand eines hindurch zu leitenden Strombetrags festgelegt. In der ersten Ausführungsform ist das wie eine Metallplatte geformte Verdrahtungselement 7 mittels Beispiel gezeigt. Jedoch kann stattdessen ein Metalldraht, wie etwa Drahtbondierung verwendet werden.
  • Das leitfähige Element 8 ist zwischen den oberen Chipoberflächenelektroden 1a und 2b und dem Verdrahtungselement 7, zwischen dem Verdrahtungselement 7 und der N-Elektrode 4 oder der AC-Elektrode 5 des Leadframes und zwischen den unteren Chipoberflächenelektroden 1b und 2a und der P-Elektrode 3 oder der AC-Elektrode 5 angeordnet. Lot wird als das leitfähige Element 8 zwischen den oberen Chipoberflächenelektroden 1a und 2b und dem Verdrahtungselement 7 verwendet. Jedoch kann auch ein komposites Material eines feinen Metallfüllers und Polymers, wie etwa leitfähige Paste verwendet werden.
  • Das Gießpolymer 6 ist vorgesehen, den Leadframe, die Leistungshalbleiterchips 1 und 2, das leitfähige Element 8 und das Verdrahtungselement 7 im Wesentlichen zu umgeben, und dadurch die Montageoberfläche einzukapseln. Das Gießpolymer 6 ist mittels Spritzpressen vorgesehen, nachdem die entsprechenden Komponenten auf dem Leadframe montiert sind. Das Gießpolymer 6 enthält einen isolierenden Füller und leitet an den Leistungshalbleiterchips 1 und 2 erzeugte Wärme durch Wärmeübertragung nach außen ab. Das Gießpolymer 6 ist so ausgebildet, dass es gestattet, dass eine gegenüberliegende Oberfläche der N-Elektrode 4, die zum Kühlkörper 20 weist, zur Oberfläche exponiert ist. Das Leistungshalbleitermodul 10 ist durch Abschneiden eines ungewünschten Bereiches des Leadframes nach Einkapseln und Biegen der erstreckten Bereiche des von dem Gießpolymer 6 vorragenden Leadframes ausgebildet. Das Gießpolymer 6 positioniert den Leadframe näher an dem Kühlkörper 20 als an einer Zentrumslinie des Leistungshalbleitermoduls 10 in Dickenrichtung. Entsprechend kann der Leadframe weiter eine Distanz zum Kühlkörper 20 verkürzen und die Wärmeabgabecharakteristika können verbessert werden.
  • Ein Isolierelement 9 ist so angeordnet, dass es zumindest die P-Elektrode 3 und die AC-Elektrode 5 abdeckt, auf welcher die Leistungshalbleiterchips 1 bzw. 2 zu montieren sind, auf der Seite des Kühlkörpers 20. Hier kann das isolierende Element 9 die Gesamtoberfläche auf der Seite des Kühlkörpers 20 abdecken, außer einem Bereich, wo die N-Elektrode 4 exponiert ist. Zusätzlich wird das Isolierelement 9 so ausgebildet, dass eine gegenüberliegende Oberfläche, die zum Kühlkörper 20 weist, in Kontakt mit dem Kühlkörper 20 gelangt, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 auf dem Kühlkörper 20 montiert ist. Entsprechend wird in dem Leistungshalbleitermodul 10 erzeugte Wärme auf den Kühlkörper 20 über das isolierende Element 9 übertragen und aus dem Kühlkörper 20 nach außen abgelassen. Es wird bevorzugt, Hitze abgebende Schmiere 91 zu verwenden, welche den thermischen Widerstand an dem Kontaktbereich zwischen dem isolierenden Element 9 und dem Kühlkörper 20 senkt. In einem Fall, bei dem die wärmeabgebende Schmiere 91 verwendet wird, dient die wärmeabgebende Schmiere 91 dazu, einen Abstand wohl einzustellen, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 fest an dem Kühlkörper 20 fixiert und eine gute Anhaftung erhalten wird. Das isolierende Element 9 verwendet isolierendes Polymer, welches durch Mischen von Polymer mit einem isolierenden Füller vorbereitet wird. Das isolierende Element 9 wird mittels Spritzpressen gebildet und reicht aus, einen thermischen Leitfähigkeits-Koeffizienten des Elements anhand der erforderten Wärmeabgabe-Charakteristik zu verändern. Daher, solange wie die erforderlichen wärmeabgebenden Charakteristika erzielt werden, kann das isolierende Element 9 aus einem gleichen Material wie das Material des Gießpolymers 6 gemacht werden. Wenn das isolierende Element 9 aus dem Gießpolymer 6 gemacht ist, können das isolierende Element 9 und das Gießpolymer 6 gleichzeitig mittels Spritzpressen ausgebildet werden. Folglich kann die Produktivität verbessert werden. Indem das isolierende Element 9 dünner gemacht wird, können Distanzen zwischen dem Kühlkörper 20 und der P-Elektrode 3 und der AC-Elektrode 5 und dem Kühlkörper 20 kürzer sein. Daher, weil thermischer Widerstand reduziert wird, kann die Wärme-Abgabecharakteristik verbessert werden. Auch sind die N-Elektrode 4, die P-Elektrode 3 und die AC-Elektrode 5 oder die Signalanschlüsse 1c und 2c voneinander durch das isolierende Element 9 und das Gießpolymer 6 isoliert. Daher kann ein Belastungstest am Leistungshalbleitermodul 10 allein durchgeführt werden.
  • Der Kühlkörper 20 wird durch Anwenden von Gießen, Schmieden, Blechmetallverarbeitung, Schneidarbeit und dergleichen an Legierungen ausgebildet, die auf Metall wie etwa Aluminium und Kupfer basieren. Der Kühlkörper 20 wird für die erzwungene Luftkühlung verwendet und beinhaltet einen nichtillustrierten Bereich-expandierenden Mechanismus wie etwa Wärmeabgabekämme auf der Seite, die zu der Oberfläche entgegengesetzt ist, auf welcher das Leistungshalbleitermodul 10 montiert ist. Ein Montagebereich des Leistungshalbleitermoduls 10 weist eine Form auf, die zur Wärmeabgabeoberfläche des Leistungsschaltungsmodules passt, um in Kontakt mit der N-Elektrode 4 zu gelangen. Wenn die N-Elektrode 4 des Leistungshalbleitermodul 10 und die Montageoberfläche auf dem Kühlkörper 20 gegeneinander gepresst werden, werden die N-Elektrode 4 und der Wärmekörper 20 miteinander elektrisch verbunden. Durch Verpassen einer Konkave in dem Gießpolymer 6, wo die N-Elektrode 4 gegenüber einem konvexen Bereich des Kühlkörpers 20 exponiert ist, kann ein Effekt erhalten werden, dass das Leistungshalbleitermodul 10 positioniert wird.
  • Das Leistungshalbleitermodul 10 enthält ein Durchgangsloch 30 in einer Richtung rechtwinklig zur Oberfläche des Kühlkörpers 20, auf welchem das Leistungshalbleitermodul 10 montiert ist. Der Kühlkörper 20 enthält ein Gewindeloch 31 an einer Position entsprechend dem Durchgangsloch 30 im Leistungshalbleitermodul 10. Wie in 2 gezeigt, sind das Leistungshalbleitermodul 10 und der Kühlkörper 20 aneinander durch Festschrauben des ersteren am letzteren mit einer Schraube 32 von der Seite des Leistungshalbleitermoduls 10 entgegengesetzt zum Kühlkörper 20 aus fixiert. In diesem Fall sind die N-Elektrode 4 und der Kühlkörper 20 elektrisch verbunden, da sie beide gegeneinander gepresst werden und in Kontakt miteinander kommen. Daher kann der erweiterte Bereich der N-Elektrode 4 und des GND-Verbindungselements zwischen der N-Elektrode 4 und dem Kühlkörper 20 aus dem Leistungshalbleitermodul 10 weggelassen werden. Die Leistungshalbleitervorrichtung 100 kann somit eine Größenreduktion erzielen. Zusätzlich kann nicht nur die Herstellabfolge einfacher sein, sondern auch eine Demontage kann durchgeführt werden.
  • Wenn wie oben konfiguriert, gestattet die Leistungshalbleitervorrichtung 100 die Durchführung eines Durchschlagtests an dem Leistungshalbleitermodul 10 allein, ohne die wärmefreigebende Charakteristika aus den Leistungshalbleiterchips 1 und 2 zu beeinträchtigen und ermöglicht auch Platzsparen des Leistungshalbleitermodul 10 durch Weglassen der GND-Verbindungskomponente.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform wird nunmehr anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 3 ist ein Querschnitt, welcher einen Teil einer Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform schematisch zeigt. Die Leistungshalbleitervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform beinhaltet eine Tellerfeder 33 zwischen einer Auflagefläche der Schraube 32 und der Leistungshalbleitervorrichtung 100, die verwendet wird, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 an dem Kühlkörper 20 über das Durchgangsloch 30 festgeschraubt wird. Wenn die Schraube 32 festgezogen wird, wird die Tellerfeder 33 durch die Auflagefläche der Schraube 32 gedruckt, und wird das Leistungshalbleitermodul 10 gegen den Kühlkörper 20 gedrückt. Folglich sind die N-Elektrode 4 und der Kühlkörper 20 miteinander elektrisch verbunden.
  • Wenn ein Druck über die Tellerfeder 33 aufgebracht wird, kann ein Druckaufbringbereich auf das Leistungshalbleitermodul 10 im Vergleich mit einem Fall vergrößert werden, bei dem ein Druck aus dem Leistungshalbleitermodul 10 auf dem Kühlkörper 20 direkt durch die Auflagefläche der Schraube 32 aufgebracht wird. Daher kann das Gießpolymer 6 gegenüber Rissen, die durch Festschrauben mit der Schraube 32 verursacht werden, resistenter sein. Auch unterläuft das Leistungshalbleitermodul 10 eine Expansion gemäß einem linearen Expansionskoeffizienten, wenn sich die Temperatur aufgrund von Selbsterwärmung während der Energetisierung und von außerhalb aufgenommener Wärme ändert. Jedoch wird eine solche Expansion absorbiert, da die Tellerfeder 33 Deformation erfährt. Entsprechend kann Brechen des Gießpolymers 6 und Beschädigung der Leistungshalbleiterchips 1 und 2 innerhalb des Gießpolymers 6, die durch einen Anstieg bei der Spannung am Kontaktbereich verursacht sind, verhindert werden. Umgekehrt kontrahiert das Leistungshalbleitermodul 10 in einem Fall, bei dem eine Temperatur der Leistungshalbleitervorrichtung 100 mit einem Abfall bei der Atmosphärentemperatur vor Ort, wo die Leistungshalbleitervorrichtung 100 installiert ist. Jedoch kann auch in diesem Fall ein Abfall bei der Feststellkraft durch die Tellerfeder 33 verhindert werden, wenn sie Deformation erfährt. Daher kann nicht nur die Befestigungslebensdauer der Schraube 32 verlängert werden, sondern kann auch ein Abfall beim Druck an der Kontaktfläche zwischen dem Leistungshalbleitermodul 10 und dem Kühlkörper 20 verhindert werden. Folglich können WärmeabgabeCharakteristika sichergestellt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Nunmehr wird eine dritte Ausführungsform anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 4 ist ein Querschnitt, der eine Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung 100 einer dritten Ausführungsform schematisch zeigt. In der Leistungshalbleitervorrichtung 100 der dritten Ausführungsform ist das Durchgangsloch 30 vorgesehen, um durch eine Ebene der N-Elektrode 4 hindurchzugehen, um sowohl der oberen Oberfläche als auch der unteren Oberfläche der N-Elektrode 4 zu gestatten, von dem Gießpolymer 6 exponiert zu sein. Gemäß dieser Konfiguration, wenn die Schraube 32 befestigt wird, wird ein Druck auf die exponierte Oberfläche der N-Elektrode 4 durch die Auflagefläche der Schraube 32 ausgeübt und die N-Elektrode 4 wird gegen den Kühlkörper 20 gedrückt. Folglich werden die N-Elektrode 4 und der Kühlkörper 20 miteinander elektrisch verbunden.
  • Mit dieser Struktur, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 an dem Kühlkörper 20 mittels der Schraubbefestigung fixiert ist, werden Erstere und Letzteres ohne einfügendes Gießpolymer 6 dazwischen verschraubt. Daher kann das Anziehdrehmoment der Schraube 32, das ansonsten beschränkt ist, um ein Reißen des Gießpolymers 6 zu verhindern, vergrößert werden. Folglich können das Leistungshalbleitermodul 10 und der Kühlkörper 20 fest aneinander fixiert werden. Auch gemäß dieser Struktur wird ein Druck nur auf den exponierten Bereich der N-Elektrode 4 ausgeübt. Daher wird es möglich, zu verhindern, dass eine Spannung in den im Gießpolymer 6 eingekapselten jeweiligen Komponenten induziert wird. Auch sind die N-Elektrode 4 und der Kühlkörper 20 stark gegeneinander gedrückt, aufgrund des vergrößerten Anziehdrehmoments. Entsprechend kann der elektrische Widerstand an der Kontaktfläche kleiner sein.
  • Auch durch Ausbilden des exponierten Bereiches der N-Elektrode 4 aus einer flexiblen Struktur, die leicht eine Deformation erfährt, kann die Befestigung effektiver aufgebracht werden. Beispielsweise durch Verwenden eines flexiblen Strukturbereichs 34, wie in 5 gezeigt, wird der flexible Strukturbereich 34 der N-Elektrode 4 durch die Auflagefläche der Schraube 32 während der Schraubbefestigung gedrückt und erfährt eine Deformation in Schrauben-Festziehrichtung. So wie der exponierte Bereich der N-Elektrode 4 eine Deformation erfährt, kann zwischen dem Gießpolymer 6 und den Kontaktanschlüssen (P-Elektrode 3 und AC-Elektrode 5) induzierte Spannung verringert werden, um zu verhindern, dass die Schnittstelle abpellt. In der Erfindung, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 an dem Kühlkörper 20 mit der Schraube 32 befestigt wird, sind die N-Elektrode 4 und der Kühlkörper 20 elektrisch verbunden und wird auch ein zufriedenstellender Wärmeabgabepfad definiert, wenn das isolierende Element 9 gegen den Kühlkörper 20 gedrückt wird. In diesem Fall erfordert eine Abmessung einer Stufendifferenz zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der N-Elektrode 4, die zum Kühlkörper 20 weist, und dem isolierenden Element 9 eine hinreichend hohe Genauigkeit, um diese Struktur zu realisieren. Jedoch, indem der flexible Strukturbereich 34 zum exponierten Bereich der N-Elektrode 4 bereitgestellt wird, selbst wenn die Stufendifferenz aufgrund der Deformation zur Zeit des Festziehens vorhanden ist, wird die Stufendifferenz durch leichte Deformation des flexiblen Strukturbereichs 34 eingestellt. Daher kann ein großer Wert an einem Abmessungszulässigkeitswert der Stufendifferenz eingestellt werden. Folglich wird die Produktivität verbessert und können die Kosten reduziert werden.
  • Alternativ kann eine Metallplatte 35, wie in 6 gezeigt, am Auslass des Durchgangslochs 30 in der Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls 10 vorgesehen sein. Das Brechen des Gießpolymers 6 kann auch in diesem Fall verhindert werden, weil ein Druck auf das Gießpolymer 6 über die Metallplatte 35 ausgeübt wird, die eine größere Kontaktfläche aufweist als die Auflagefläche der Schraube 32, während des Anschraubens. Die Metallplatte 35 kann integral während des Spritzpressens vorgesehen werden oder installiert werden, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 an dem Kühlkörper 20 angebracht wird, durch vorläufiges Ausbilden einer Vertiefung, in welcher die Metallplatte 35 während des Spritzpressens zu installieren ist. In einem Fall, bei dem die Metallplatte 35 später installiert wird, kann ein Effekt des Vergrößerns des Widerstands gegenüber einer Schraubenlockerung erhalten werden, indem eine Unterlegscheibe oder eine aus Metall hergestellte Schrauben-Unterlegscheibe verwendet wird.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine vierte Ausführungsform wird nunmehr anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 7 ist ein Querschnitt, der ein Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung 100 der vierten Ausführungsform schematisch zeigt. Die Leistungshalbleitervorrichtung 100 beinhaltet eine Feder 40, welche das Leistungshalbleitermodul 10 fixiert, und das Leistungshalbleitermodul 10 ist auf dem Kühlkörper 20 fixiert, wenn ein Druck auf dem Kühlkörper 20 durch die Feder 40 ausgeübt wird. In diesem Fall ist kein Durchgangsloch 30 am Leistungshalbleitermodul 10 vorgesehen. Ein fixierender Bereich der Feder 40 kann an dem Kühlkörper 20 der Leistungshalbleitervorrichtung 100 vorgesehen sein, oder an einem Gehäuse eines Produktes, in welchem die Leistungshalbleitervorrichtung 100 installiert ist.
  • Mit der obigen Konfiguration wird das Leistungshalbleitermodul 10 auf dem Kühlkörper 20 montiert und daran mit einem durch die Feder 40 während der Assemblierung aufgebrauchtem Druck fixiert. Entsprechend wird die Assemblierung einfacher. Auch muss das Leistungshalbleitermodul 10 das Durchgangsloch 30 nicht enthalten, das in dem Fall verwendet wird, bei dem das Leistungshalbleitermodul 10 mit der Schraube 32 fixiert wird. Daher kann eine weitere Größenreduktion erzielt werden. Gemäß diesem Druck-Aufbringverfahren kann ein Druck auf mehr als einen beliebigen Punkt auf der Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls 10 aufgebracht werden. Daher kann ein Druck homogen über die Kontaktoberfläche der N-Elektrode 4 und des Kühlkörpers 20 und die Kontaktoberfläche des isolierenden Elements 9 und des Kühlkörpers 20 aufgebracht werden. In diesem Fall, indem der Feder 40 erlaubt wird, einen Druck auf einer Oberfläche aufzubringen, die innerhalb einer Ebene des Leistungshalbleitermoduls 10 auf der entgegengesetzten Seite zum Kühlkörper 20 ist und nicht auf die Projektionsebenen der Bereiche überlagert, auf welchem die Leistungshalbleiterchips 1 und 2 montiert sind, kann durch die Leistungshalbleiterchip 1 und 2 und nahegelegene Elemente induzierte Spannung verringert werden. Daher kann ein Effekt erzielt werden, dass die Lebensdauer des leitfähigen Elements 8 erweitert werden kann, indem der zulässige Bereich des aufgebrachten Drucks verbreitert wird.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Eine fünfte Ausführungsform wird nunmehr anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • 8A bis 8C sind Querschnitte, die eine Konfiguration eines Leistungshalbleitermoduls 10 der fünften Ausführungsform schematisch zeigen. Die exponierte Oberfläche der N-Elektrode 4 des Leistungshalbleitermoduls 10 und die entgegengesetzte Oberfläche des isolierenden Elements 9, das zum Kühlkörper 20 hinweist, werden auf im wesentlichen derselben Ebene installiert. Diese Struktur kann erhalten werden, indem die N-Elektrode 4 des Leadframes vorab so gebogen wird, dass die N-Elektrode 4 auf derselben Ebene mit dem isolierenden Element 9 liegt, nachdem das Leistungshalbleitermodul 10 ausgebildet ist, oder indem eine Stufendifferenz bereitgestellt wird, indem die N-Elektrode 4 in einen halb geschnittenen Zustand gebracht wird, durch Drücken, wie in 8A gezeigt. Alternativ kann diese Struktur erhalten werden durch Erhöhen einer Dicke eines Teils der N-Elektrode 4 des Leadframes im Vergleich zu der P-Elektrode 3 und der AC-Elektrode 5, wie in 8B gezeigt. Weiter kann diese Struktur erhalten werden, durch Anordnen eines Verdrahtungselements 50, das im Wesentlichen so dick wie das isolierende Element 9 ist und mit der N-Elektrode 4 elektrisch verbunden ist, wie in 8C gezeigt.
  • Wenn wie oben konfiguriert, wird ein Druck homogen auf das isolierende Element 9 und die exponierte Oberfläche der N-Elektrode 4 aufgebracht, wenn das Leistungshalbleitermodul 10 gegen den Kühlkörper 20 gedrückt wird. Daher kann ausreichender Kontakt und ein kleiner thermischer Widerstand am Kontaktbereich leicht erzielt werden. Wenn das Leistungshalbleitermodul 10 durch Spritzpressen gebildet wird, kann die Struktur eines „die“ einfacher sein und die Kosten des „die“ können reduziert werden. Es ist ausreichend, dass der Kühlkörper 20 eine erste Oberfläche als die Oberfläche aufweist, auf welcher das Leistungshalbleitermodul 10 montiert ist. Daher kann der Kühlkörper 20 leicht ausgebildet werden. Weiter, weil eine Fläche der Wärmeabgabeoberfläche und der fixierenden Oberfläche des Kühlkörpers 20 und des Leistungshalbleitermoduls 10 wächst, können die Wärmeabgabecharakteristika und die Vibrationsresistenz verbessert werden.
  • Sechste Ausführungsform
  • Nunmehr wird eine sechste Ausführungsform anhand der Figuren beschrieben.
  • 9 ist eine Aufsicht, welche eine Konfiguration einer Leistungshalbleitervorrichtung 100 der sechsten Ausführungsform schematisch zeigt. 10 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration der Leistungshalbleitervorrichtung 100 der sechsten Ausführungsform schematisch zeigt. Das Leistungshalbleitermodul 10 bildet zumindest eine Phase einer Drei-Phasen-Wechselspannungsschaltung. Die P-Elektrode 3, auf der ein Leistungshalbleiterchip montiert ist, der einen oberen Arm bildet, und eine AC-Elektrode 5, auf der ein Leistungshalbleiterchip montiert ist, der einen unteren Arm bildet, erstrecken sich jeweils von im Wesentlichen entgegengesetzten Seitenoberfläche des Leistungshalbleitermoduls 10. Auch ist die Drei-Phasen-Wechselstromschaltung durch Montieren von mehr als einem Leistungshalbleitermodul 10 auf einem einzelnen Kühlkörper 20 auf solche Weise ausgebildet, dass die erstreckten Bereich der P-Elektroden 3 in einer Zentrumsrichtung auf der flachen Oberfläche des Kühlkörpers 20 angeordnet sind und die erstreckten Bereiche der AC-Elektroden 5 in einem äußeren peripheren Bereich des Kühlkörpers 20 angeordnet sind, und durch Verbinden der erstreckten Bereiche der ersteren mit der letzteren mit einer P-Elektroden-Busschiene 91 bzw. einer AC-Elektroden-Busschiene 92.
  • Das Leistungshalbleitermodul 10 kann eine niedrigere Induktanz haben, indem ein Strompfad linear gemacht wird, aufgrund der Struktur, die der P-Elektrode 3 und der AC-Elektrode 5 gestattet, sich jeweils von entgegengesetzten Seitenoberflächen zu erstrecken. Auch kann durch Einschließen von Komponenten, die eine Phase innerhalb des Leistungshalbleitermoduls 10 bilden, eine Drei-Phasen-Wechselstromschaltung leicht gebildet werden, indem eine Mehrzahl der gleichen Leistungshalbleitermodule 10 kombiniert wird. Auch können vom Standpunkt des Herstellnutzens die Herstellkosten reduziert werden, weil es ausreicht, eine Mehrzahl der gleichen Leistungshalbleitermodule 10 herzustellen. Zusätzlich, in einem Fall, bei dem eine Schaltung durch Verbinden von mehr als einer Drei-Phasen-Wechselstromschaltung parallel gebildet ist, indem Komponenten bereitgestellt werden, die zwei Phasen oder drei Phasen innerhalb des Leistungshalbleitermoduls bilden, kann die Schaltung leicht gebildet werden, indem lediglich eine Mehrzahl der gleichen Module kombiniert wird. Daher kann nicht nur die Schaltung leicht gebildet werden, sondern können auch die Herstellkosten reduziert werden.
  • Eine Stromumwandlungsvorrichtung für einen Motorgenerator kann erhalten werden, indem eine Drei-Phasen-Wechselstromschaltung oder eine Schaltung, die aus einer Mehrzahl von Drei-Phasen-Wechselstromschaltungen, die parallel verbunden sind, gemacht ist, ausgebildet wird. In diesem Fall werden eine Mehrzahl der Leistungshalbleitermoduln 10 durch Anordnen der erstreckten Bereiche der P-Elektroden 3 auf der inneren Seite des Kühlkörpers 20 und Verbinden der erstreckten Bereiche unter Verwendung der P-Elektroden-Busschiene 91 und durch Anordnen der erstreckten Bereiche der AC-Elektroden 5 auf dem äußeren Peripherie-Bereich des Kühlkörpers 20 und Verbinden der erstreckten Bereiche unter Verwendung der Wechselstrom-Elektroden-Busschiene 92 kombiniert. Die P-Elektroden 3 werden mit einer Stromversorgung, wie etwa einer Batterie, über ein Verdrahtungselement verbunden, wie etwa einer Busschiene. Auch werden die AC-Elektroden 5 mit dem erweiterten Bereich aus dem Gusspolymer verbunden, oder dem mit dem erweiterten Bereich und einem Spulenkontaktdraht für den Motor verbundenen Verdrahtungselement. Der Kühlkörper auf GND-Potential, der mit der N-Elektrode 4 verbunden ist, wird auch mit dem Motorgehäuse auf GND-Potential verbunden. Auf diese Weise, wenn mit dem Motorbereich verbunden, kann die Leistungshalbleitervorrichtung 100 als eine Leistungshalbleitervorrichtung für einen Motorgenerator dienen.

Claims (2)

  1. Leistungshalbleitervorrichtung, beinhaltend: ein Leistungshalbleitermodul (10) mit einem ersten Leistungshalbleiterchip (1), einem zweiten Leistungshalbleiterchip (2), einer mit einer ersten Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchips (1) verbundene P-Elektrode (3), eine mit einer ersten Elektrode des zweiten Leistungshalbleiterchips (2) verbundene N-Elektrode (4), eine mit einer zweiten Elektrode des ersten Leistungshalbleiterchips (1) und einer zweiten Elektrode des zweiten Leistungshalbleiterchips (2) verbundene AC-Elektrode (5), und einem Gießelement, welches den ersten Leistungshalbleiterchip (1), den zweiten Leistungshalbleiterchip (2), die P-Elektrode (3), die N-Elektrode (4) und die AC-Elektrode (5) eingießt; und einen Kühlkörper (20), der so angeordnet ist, dass er in Kontakt mit dem Leistungshalbleitermodul (10) steht und Wärme des Leistungshalbleitermoduls (10) abgibt, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die N-Elektrode (4) auf GND-Potential ist; die N-Elektrode (4) vom Leistungshalbleitermodul (10) exponiert ist und mit dem Kühlkörper (20) in Kontakt kommt; die P-Elektrode (3) und die AC-Elektrode (5) von Seitenoberflächen des Leistungshalbleitermoduls (10) vorragen, und das Leistungshalbleitermodul (10) ein Durchgangsloch (30) in einer Dickenrichtung des Leistungshalbleitermoduls (10) enthält; und das Leistungshalbleitermodul (10) und der Kühlkörper (20) fest mit einer in das Durchgangsloch (30) eingeführten Schraube (32) aneinander fixiert sind, das Durchgangsloch (30) an einer Position vorgesehen ist, die innerhalb einer Ebene der N-Elektrode (4) passiert; beide Oberflächen der N-Elektrode (4) in einer Nähe des Durchgangslochs (30) exponiert sind; und eine Auflagefläche der Schraube (32), die das Leistungshalbleitermodul (10) und den Kühlkörper (20) fixiert, im Kontakt mit der exponierten Oberfläche der N-Elektrode (4) kommt.
  2. Leistungshalbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der exponierte Bereich der N-Elektrode (4), der mit dem Durchgangsloch (30) versehen ist, ein flexibler Strukturbereich ist, der deformierbar ist.
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