DE102018105356A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung, die enthalten kann: ein erstes Halbleiterelement und ein zweites Halbleiterelement, wobei jedes Elektroden an beiden Flächen davon enthält, eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte, die das erste Halbleiterelement dazwischen eingefügt haben, wobei die Metallplatten jeweilig an das erste Halbleiterelement mittels erster gelöteter Abschnitte gebondet sind, und eine dritte Metallplatte und eine vierte Metallplatte, die das zweite Halbleiterelement dazwischen eingefügt haben, wobei die Metallplatten jeweilig an das zweite Halbleiterelement mittels zweiter gelöteter Abschnitte gebondet sind, wobei eine erste Verbindungsstelle bei der ersten Metallplatte vorgesehen ist, eine zweite Verbindungsstelle bei der vierten Metallplatte vorgesehen ist, die Verbindungsstellen mittels eines dritten gelöteten Abschnitts gebondet sind, und ein Erstarrungspunkt der ersten gelöteten Abschnitte höher als ein Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts ist, und ein Erstarrungspunkt der zweiten gelöteten Abschnitte höher als der Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts ist.

Description

  • TECHNISCHES FELD
  • Die Technik, die hier offenbart wird, bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Halbleitervorrichtung, die eine Harzpackung, die zwei Halbleiterelemente versiegelt, aufweist, bei der Elektroden der zwei Halbleiterelemente mittels gelöteten Abschnitten an Metallplatten gebondet sind, die an beiden Flächen der Harzpackung enthüllt sind.
  • HINTERGRUND
  • Eine Halbleitervorrichtung, die eine Harzpackung, die zwei Halbleiterelemente versiegelt, enthält und Metallplatten hat, die an beiden Flächen der Harzpackung als Wärmediffusionsplatten enthüllt sind, ist bekannt. Die Metallplatten sind mit Elektroden der Halbleiterelemente in der Harzpackung elektrisch verbunden. Das heißt, die Metallplatten dienen als Wärmediffusionsplatten als auch als Elektroden. Solch eine Halbleitervorrichtung wird zum Beispiel in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2015-170810 und Nr. 2012-235081 beschrieben. Jedes der Halbleiterelemente enthält Elektroden an beiden Flächen davon. Jedes der Halbleiterelemente ist zwischen einem Paar von Metallplatten eingefügt und die Metallplatten des Paares sind mit den korrespondierenden Elektroden mittels gelöteter Abschnitte jeweilig gebondet. Es sollte bemerkt werden, dass „eine Elektrode und eine Metallplatte, die mittels eines gelöteten Abschnitts gebondet sind“ hier einen Fall enthält, bei dem die Elektrode und ein Abstandshalter mittels eines gelöteten Abschnitts gebondet sind und die Metallplatte an diesen Abstandshalter mittels eines anderen gelöteten Abschnitts an einer entgegengesetzten Seite in Bezug auf den Abstandshalter gebondet ist. Die zwei Halbleiterelemente sind in einer Harzpackung versiegelt. Jedes Paar der Metallplatten hat eine Fläche von einer der Metallplatten von der Harzpackung enthüllt, und diese Fläche dient als eine Wärmediffusionsplatte. Im Sinne des Vereinfachens der Erklärung werden die zwei Halbleiterelemente als ein erstes Halbleiterelement bzw. ein zweites Halbleiterelement benannt. Das Paar Metallplatten, zwischen denen das erste Halbleiterelement eingefügt ist, wird als erste Metallplatte und zweite Metallplatte benannt, und das Paar Metallplatten, zwischen denen das zweite Halbleiterelement eingefügt ist, wird als dritte Metallplatte und die vierte Metallplatte benannt. Die erste und dritte Metallplatte sind an einer Fläche der Harzpackung enthüllt und die zweite und vierte Metallplatte sind an einer entgegengesetzten Fläche zu der einen Fläche der Harzpackung enthüllt. Um die zwei Halbleiterelemente elektrisch zu verbinden, ist eine erste Verbindungsstelle an einer Kante der ersten Metallplatte vorgesehen, ist eine an einer Kante der vierten Metallplatte vorgesehene zweite Verbindungsstelle, die von der Harzpackung entgegengesetzten Richtung enthüllt ist, in die die erste Metallplatte enthüllt ist, und sind diese Verbindungsstellen durch einen gelöteten Abschnitt innerhalb der Harzpackung gebondet.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In der vorstehend genannten Halbleitervorrichtung sind gelötete Abschnitte zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte eingefügt und sind gelötete Abschnitte auch zwischen der dritten Metallplatte und der vierten Metallplatte eingefügt. Die Verbindungsstellen sind an den jeweiligen Kanten, die jeweils an den Flächen der Harzpackungen enthüllt sind, der ersten und vierten Metallplatte vorgesehen, und diese Verbindungsstellen werden durch einen gelöteten Abschnitt gebondet. Die gelöteten Abschnitte schrumpfen beim Erstarren. Die gelöteten Abschnitte schrumpfen zwischen der ersten und zweiten Metallplatte, und die gelöteten Abschnitte zwischen der dritten Metallplatte und der vierten Metallplatte schrumpfen auch. Wenn der gelötete Abschnitt zwischen den Verbindungsstellen erstarrt, bevor die gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatten erstarren, kann dort ein Risiko sein, dass die Metallplatten gebogen werden, wenn die gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatten aufgrund eines Einschränkens der Kanten der Metallplatten. Eine Technik zum Unterdrücken der Neigung von Metallplatten, die durch eine Schrumpfung der gelöteten Abschnitte verursacht wird, ist erwünscht.
  • Eine Halbleitervorrichtung, die hierin offenbart wird, kann ein erstes Halbleiterelement und ein zweites Halbleiterelement aufweisen, wobei jedes der Halbleiterelemente, erstes Halbleiterelement und zweites Halbleiterelement, Elektroden auf beiden Flächen davon aufweist. Eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte können dazwischen ein Halbleiterelement eingefügt haben, wobei die erste Metallplatte und die zweite Metallplatte an die Elektroden des ersten Halbleiterelements jeweils mittels jeweiligen ersten gelöteten Abschnitten gebondet sind. Eine dritte Metallplatte und eine vierte Metallplatte können das zweite Halbleiterelement dazwischen eingefügt haben, wobei die dritte Metallplatte und die vierte Metallplatte an die Elektroden des zweiten Halbleiterelements jeweils mittels jeweiligen zweiten gelöteten Abschnitten gebondet sind. Eine Harzpackung kann das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement versiegeln, wobei die erste Metallplatte und die dritte Metallplatte an einer Fläche der Harzpackung enthüllt sind und die zweite Metallplatte und die vierte Metallplatte an einer zu der einen Fläche entgegengesetzten Fläche der Harzpackung enthüllt sind. Eine erste Verbindungsstelle kann an einer Kante der ersten Metallplatte vorgesehen sein, wobei eine zweite Verbindungsstelle an einer Kante der vierten Metallplatte vorgesehen sein kann. Die erste Verbindungsstelle kann bei Betrachtung aus einer Richtung, in der die erste Metallplatte und das erste Halbleiterelement gestapelt sind, mit der zweiten Verbindungsstelle überlappen. Die erste Verbindungsstelle und die zweite Verbindungsstelle können mittels eines dritten gelöteten Abschnitts gebondet sein. Ein Erstarrungspunkt der ersten gelöteten Abschnitte kann höher als ein Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts sein, und ein Erstarrungspunkt der zweiten gelöteten Abschnitte kann höher als der Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts sein.
  • Von der vorgenannten Beziehung der Erstarrungspunkte, wenn alle der gelöteten Abschnitte nach dem Erwärmen gekühlt werden, erstarren die gelöteten Abschnitte (die ersten gelöteten Abschnitte und die zweiten gelöteten Abschnitte), die die höheren Erstarrungspunkte haben, bevor der gelötete Abschnitt (der dritte gelötete Abschnitt), der den niedrigeren Erstarrungspunkt hat, erstarrt. Das heißt, wenn die vorgenannte Beziehung der Erstarrungspunkte erfüllt ist, erstarren die gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatte (die ersten gelöteten Abschnitte und die zweiten gelöteten Abschnitte), bevor der gelötete Abschnitt zwischen den Verbindungsstellen (der dritte gelötete Abschnitt) erstarrt. Da die Metallplatten an die Halbleiterelemente gebondet sind, während die Kanten der ersten Metallplatte und der vierten Metallplatte frei sind, werden die Metallplatten nicht geneigt.
  • Wenn eine Dicke des dritten gelöteten Abschnitts extrem dünn ist, können die erste Verbindungsstelle und die zweite Verbindungsstelle aufgrund von Schrumpfung der gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatten (die ersten gelöteten Abschnitte oder die zweiten gelöteten Abschnitte) beim Erstarren einander beeinträchtigen. Wenn die erste Verbindungsstelle und die zweite Verbindungsstelle während der Schrumpfung der gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatten einander beeinträchtigen, sind die Verbindungsstellenseitenkanten der Metallplatten eingeschränkt, wobei als ein Ergebnis davon die Metallplatten geneigt sein können.
  • Folglich kann, bei der Erstarrung, ein geschätzter Schrumpfungsbetrag einer Gesamtsumme von Dicken der ersten gelöteten Abschnitte zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte gleich einer Dicke des dritten gelöteten Abschnitts oder geringer als diese sein, und kann, bei der Erstarrung, ein geschätzter Schrumpfungsbetrag einer Gesamtsumme von Dicken der zweiten gelöteten Abschnitte zwischen der dritten Metallplatte und der vierten Metallplatte gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts oder geringer als dieser sein. Hier bedeutet die geschätzte Schrumpfung einen Schrumpfungsbetrag (Schrumpfungsbetrag in einer Dickenrichtung), der geschätzt wird, wenn die ersten gelöteten Abschnitte (die zweiten gelöteten Abschnitte), die eine vorbestimmte Gesamtsumme von Dicken haben, erstarren. Der geschätzte Schrumpfungsbetrag kann durch ein Experiment oder ähnliches identifiziert werden, wenn ein Material und eine Anfangsdicke der gelöteten Abschnitte bekannt sind. Wenn die Dicke des dritten gelöteten Abschnitts größer als der geschätzte Schrumpfungsbetrag der ersten gelöteten Abschnitte und der geschätzte Schrumpfungsbetrag der zweiten gelöteten Abschnitte ist, beeinträchtigen die Verbindungsstellen einander nicht, sogar wenn Abstände zwischen den Metallplatten durch Schrumpfung der ersten gelöteten Abschnitte und der zweiten gelöteten Abschnitte schmaler werden. Demnach kann der Neigung der Metallplatten vorgebeugt werden.
  • Um dem Neigen der Metallplatten aufgrund der Beeinträchtigung zwischen den Verbindungsstellen sicherer vorzubeugen, kann die Gesamtsumme der Dicken der ersten gelöteten Abschnitte zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts oder geringer als diese sein, und die Gesamtsumme der Dicken der zweiten gelöteten Abschnitte zwischen der dritten Metallplatte und der vierten Metallplatte kann gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts oder geringer als diese sein. Wenn die vorgenannte Beziehung der Dicken erfüllt ist, kann der Beeinträchtigung zwischen den Verbindungsstellen sicher vorgebeugt werden, sogar wenn die gelöteten Abschnitte zwischen den Metallplatten schrumpfen.
  • Weitere Details und Verbesserungen der Technik, die hier offenbart wird, werden in dem Nachstehenden beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Halbleitervorrichtung.
    • 2 ist ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm der Halbleitervorrichtung.
    • 3 ist ein Diagramm (1) der auseinandergebauten Halbleitervorrichtung.
    • 4 ist ein Diagramm (2) der auseinandergebauten Halbleitervorrichtung.
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbaus von Halbleiterelementen und Wärmediffusionsplatten.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer VI-VI Linie in 1.
    • 7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Reichweite, die durch ein Zeichen VII in 6 angezeigt wird.
    • 8 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturprofils eines Schmelzofens zum Erwärmen und Abkühlen des Zusammenbaus der Wärmediffusionsplatten und der Halbleiterelemente zeigt.
    • 9 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung einer ersten Variante.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Eine Halbleitervorrichtung 2 einer Ausführungsform wird mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung 2. Die Halbleitervorrichtung 2 ist eine Vorrichtung, in der vier Halbleiterelemente in einer Packung, die von Harz konstituiert wird (Harzpackung 9), versiegelt sind. Ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm der Halbleitervorrichtung 2 wird in 2 gezeigt. Die Halbleitervorrichtung 2 enthält einen Schaltkreis, der von zwei Transistoren 103, 105 und zwei Dioden 104, 106 konstituiert wird. Die zwei Transistoren 103, 105 und die zwei Dioden 104, 106 sind alle Energiehalbleiterelemente, die für die Energieumwandlung benutzt werden. Spezifisch hat jedes der Elemente, Transistoren 103, 105 und Dioden 104, 106, eine Stromkapazität von 100 Ampere oder mehr, und ist ein Element, das für die Energieumwandlung primär genutzt wird. Die Halbleitervorrichtung 2 wird in einem Inverter zum Erzeugen von Wechselstromenergie, die einem Antriebsmotor eines elektrischen Fahrzeugs, eines Hybridfahrzeug oder eines Brennstoffzellenfahrzeugs zugeführt wird, typischerweise benutzt.
  • Die zwei Transistoren 103, 105 sind in Serie verbunden. Die Diode 104 ist mit dem Transistor 103 invers parallel verbunden, und die Diode 106 ist mit dem Transistor 105 invers parallel verbunden. Im Sinne der einfacheren Erklärung wird, aus Klemmen an beiden Enden der Serienverbindung, eine Klemme, die mit einer Hochspannungsseite verbunden ist, als Hoch-Klemme benannt und wird eine Klemme, die mit einer Niedrigspannungsseite verbunden ist, als Niedrig-Klemme benannt. Außerdem wird ein mittiger Punkt in der Serienverbindung als Out-Klemme benannt. Eine P-Klemme 24 in 1 korrespondiert zu der Hoch-Klemme, eine N-Klemme 34 in 1 korrespondiert zu der Niedrig-Klemme und eine O-Klemme 14 in 1 korrespondiert zu der Out-Klemme. Außerdem korrespondiert eine Gateklemme GH des Transistors 105 zu einer der Steuerungsklemmen 81a in 1. Eine Gateklemme GL des Transistors 103 korrespondiert zu einer der Steuerungsklemmen 81b in 1. Der Rest der Klemmen der Steuerungsklemmen 81a, 81b sind Signalklemmen zum Überwachen von Zuständen der Halbleiterelemente oder ähnlichem.
  • Wie es in 1 gezeigt wird, sind Wärmediffusionsplatten 15, 25 an einer Fläche der Harzpackung 9 enthüllt. Die Wärmediffusionsplatte 15 hat ihre eine Fläche an der einen Fläche der Harzpackung 9 enthüllt, und hat ihre andere Fläche innerhalb der Harzpackung 9 an ein erstes Transistorelement 3 und ein erstes Diodenelement 4, was später beschrieben wird, gebondet. Die Wärmediffusionsplatte 25 hat ihre eine Fläche an der einen Fläche der Harzpackung 9 enthüllt, und hat ihre andere Fläche innerhalb der Harzpackung 9 an ein zweites Transistorelement 5 und ein zweites Diodenelement 6, was später beschrieben wird, gebondet,. Obwohl es in 1 nicht gesehen werden kann, sind zwei Wärmediffusionsplatte 12, 22 an der anderen Fläche der Harzpackung 9 enthüllt. Die Wärmediffusionsplatte 12, 15, 22, 25 sind aus Metall konstituiert, Spezifischer sind die Wärmediffusionsplatten 12, 15, 22, 25 aus Kupfer konstituiert. Nachstehend können, wenn es benötigt wird, dass die vier Wärmediffusionsplatte voneinander unterschieden werden müssen, sie als die erste Wärmediffusionsplatte 12, die zweite Wärmediffusionsplatte 15, eine dritte Wärmediffusionsplatte 22 bzw. eine vierte Wärmediffusionsplatte 25 benannt werden.
  • 3 ist eine Ansicht der auseinandergebauten Halbleitervorrichtung 2, die die Harzpackung 9 und die Wärmediffusionsplatte 15, 25 auslässt. 4 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Wärmediffusionsplatte 15, 25 gelöst sind. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung 2, die die Harzpackung 9 auslässt (das heißt, ein Zusammenbau 2a der Wärmediffusionsplatte und der Halbleiterelemente). In den 3 bis 5 sind die N-Klemme 34, die P-Klemme 24, die O-Klemme 14 und die Steuerungsklemmen 81a, 81b durch Schienen 42a, 42b gekoppelt, und diese konstituieren ein Bauteil (Hauptrahmen 42). Die Halbleitervorrichtung 2 aus 1 ist vervollständigt, wenn die Schienen 42a, 42b abgeschnitten werden, nachdem die Harzpackung 9 auf dem Zusammenbau 2a aus 5 gebildet ist. Im Sinne einer einfacheren Erklärung wird eine positive Richtung entlang einer X-Achse eines Koordinatensystem in den Zeichnungen als „hoch“ benannt, und wird eine negative Richtung entlang der X-Achse als „runter“ benannt. Auch in anderen Zeichnungen können diese Ausdrücke, die „hoch“ und „runter“ betreffen, benutzt werden.
  • Die zwei Wärmediffusionsplatte (die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die dritte Wärmediffusionsplatte 22) sind an einer untersten Seite lokalisiert. Die O-Klemme 14 erstreckt sich von einer Kante der ersten Wärmediffusionsplatte 12, und eine erste Verbindungsstelle 13 ist vorgesehen an einer anderen Kante davon. Die P-Klemme 24 erstreckt sich von einer Kante der dritten Wärmediffusionsplatte 22. Die N-Klemme 34 ist zwischen der O-Klemme 14 und der P-Klemme 24 angeordnet. Eine Verbindungsstelle 32 ist an einer Kante der N-Klemme 34 vorgesehen. Wie es vorstehend beschrieben wurde, sind die N-Klemme 34, die P-Klemme 24 (die dritte Wärmediffusionsplatte 22) und die O-Klemme 14 (die erste Wärmediffusionsplatte 12) zusammen mit den Steuerungsklemmen 81a, 81b durch die Schienen 42a, 42b gekoppelt, und die relative Positionsbeziehung ist in einem Anfangszustand fixiert.
  • Das erste Transistorelement 3 ist auf der ersten Wärmediffusionsplatte 12 gestapelt, und ist durch einen gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Das erste Diodenelement 4 ist außerdem auf der ersten Wärmediffusionsplatte 12 gestapelt, und ist durch einen gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Das erste Transistorelement 3 ist ein Flacher-Platte-Typ, und eine Elektrode ist an jeder seiner beiden Flächen vorgesehen. Eine Sammlerelektrode 3a ist an einer unteren Fläche des ersten Transistorelements 3 (siehe 6, dies wird später beschrieben) vorgesehen, und eine Emitterelektrode 3b ist an einer oberen Fläche des ersten Transistorelements 3 vorgesehen. Außerdem sind Signalklemmen 3d, die eine Gateelektrode enthalten, an der oberen Fläche des ersten Transistorelements 3 vorgesehen. Eine Kathodenelektrode ist auf einer unteren Fläche des ersten Diodenelements 4 vorgesehen und eine Anodenelektrode 4b ist auf einer oberen Fläche des ersten Diodenelements 4 vorgesehen. Die erste Wärmediffusionsplatte 12 verbindet die Sammlerelektrode 3a des ersten Transistorelements 3 und die Kathodenelektrode des ersten Diodenelements 4. Ein Abstandshalter 7a ist mit der Emitterelektrode 3b auf der oberen Fläche des ersten Transistorelements 3 mittels eines gelöteten Abschnitts (der nicht gezeigt wird) gebondet. Ein Abstandshalter 7b ist mit der Anodenelektrode 4b auf der oberen Fläche des ersten Diodenelements 4 mittels eines gelöteten Abschnitts (der nicht gezeigt wird) gebondet. Die zweite Wärmediffusionsplatte 15 ist an den Abstandshalter 7a und den Abstandshalter 7b mittels gelöteter Abschnitte (die nicht gezeigt werden) gebondet (siehe 4). Die zweite Wärmediffusionsplatte 15 verbindet die Emitterelektrode 3b des ersten Transistorelements 3 und die Anodenelektrode 4b des ersten Diodenelements 4. Eine Enden von Fügekabeln 82 sind an die Signalklemmen 3d, die die Gateelektrode auf der oberen Fläche des ersten Transistorelements 3 enthalten, gebondet (siehe 4). Andere Enden der Fügekabel 82 sind an die Steuerungsklemmen 81b gebondet.
  • Das zweite Transistorelement 5 ist auf der dritten Wärmediffusionsplatte 22 gestapelt, und ist durch einen gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Das zweite Diodenelement 6 ist auch auf der zweiten Wärmediffusionsplatte 22 gestapelt, und ist durch einen gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Das zweite Transistorelement 5 ist auch ein Flacher-Platte-Typ, und eine Elektrode ist auf jeder seiner beiden Seiten vorgesehen. Eine Sammlerelektrode 5a ist an einer unteren Fläche des zweiten Transistorelements 5 vorgesehen (siehe 6, dies wird später beschrieben), und eine Emitterelektrode 5b ist an einer unteren Fläche des zweiten Transistorelements 5 vorgesehen. Außerdem sind die Signalklemmen 5d, die eine Gateelektrode enthalten, an der oberen Fläche des zweiten Transistorelements 5 vorgesehen. Eine Kathodenelektrode ist an einer unteren Fläche des zweiten Diodenelements 6 vorgesehen, und eine Anodenelektrode 6b ist an einer oberen Fläche des zweiten Diodenelement 6 vorgesehen. Die dritte Wärmediffusionsplatte 22 verbindet die Sammlerelektrode 5a des zweiten Transistorelements 5 und die Kathodenelektrode des zweiten Diodenelements 6. Ein Abstandshalter 7c ist an die Emitterelektrode 5b an der oberen Seite des zweiten Transistorelements 5 mittels eines gelöteten Abschnitts (der nicht gezeigt wird) gebondet. Ein Abstandshalter 7d ist an die Anodenelektrode 6b der oberen Fläche des zweiten Diodenelements 6 mittels eines gelöteten Abschnitts (der nicht gezeigt wird) gebondet. Die vierte Wärmediffusionsplatte 25 ist an den Abstandshalter 7c und den Abstandshalter 7d mittels gelöteter Abschnitte (die nicht gezeigt werden) gebondet (siehe 4). Die vierte Wärmediffusionsplatte 25 verbindet die Emitterelektrode 5b des zweiten Transistorelements 5 und die Anodenelektrode 6b des zweiten Diodenelements 6. Eine Enden der Fügekabel 82 sind an die Signalklemmen 5d, die die Gateelektrode enthalten, an der oberen Fläche des zweiten Transistorelements 5 gebondet. Andere Enden der Fügekabel 82 sind an die Steuerungsklemmen 81a gebondet.
  • Eine Verbindungsstelle 16 ist an einer einer Kante der zweiten Wärmediffusionsplatte 15 vorgesehen. Eine zweite Verbindungsstelle 26 ist an einer Kante der vierten Wärmediffusionsplatte 25 vorgesehen. Die Verbindungsstelle 16 der zweiten Wärmediffusionsplatte 15 wirkt als Gegenstück zu der Verbindungsstelle 32 der N-Klemme 34, und ist daran durch einen gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Die zweite Verbindungsstelle 26 der vierten Wärmediffusionsplatte 25 wirkt als Gegenstück zu der ersten Verbindungsstelle 13 der ersten Wärmediffusionsplatte 12, und ist daran durch einem gelöteten Abschnitt (der nicht gezeigt wird) gebondet. Die erste Verbindungsstelle 13 und die zweite Verbindungsstelle 26 überlappen einander bei Betrachtung entlang einer Stapelrichtung der ersten Wärmediffusionsplatte 12, des ersten Transistorelements 3 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15 (entlang einer X-Richtung in den Zeichnungen), und sie sind durch den gelöteten Abschnitt verbunden. Der Schaltkreis, der in 2 gezeigt wird, wird durch die vorstehenden Verbindungen vervollständigt. Das erste Transistorelement 3 korrespondiert zu dem Transistor 103 in 2 und das zweite Transistorelement 5 korrespondiert zu dem Transistor 105 in 2. Das erste Diodenelement 4 korrespondiert zu der Diode 104 in 2 und das zweite Diodenelement 6 korrespondiert zu der Diode 106 in 2.
  • Die Harzpackung 9 ist um den Zusammenbau 2a aus 5 herum gebildet. Die Harzpackung 9 wird durch Einführen des Zusammenbaus 2a in eine Gießform, und Einspritzen von geschmolzenem Harz in die Gießform gebildet. Das heißt, dass die Harzpackung 9 durch Harzspritzgießen gebildet wird. Die Harzpackung 9 versiegelt das erste Transistorelement 3, das zweite Transistorelement 5, das erste Diodenelement 4 und das zweite Diodenelement 6 sind in die Harzpackung 9 ab. Die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die dritte Wärmediffusionsplatte 22 sind an einer Fläche der Harzpackung 9 enthüllt, und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 sind an einer entgegengesetzten Fläche der Harzpackung 9 enthüllt.
  • Wie es vorstehend genannt wurde, sind Halbleiterelemente wie z.B. das erste Transistorelement 3, die Wärmediffusionsplatten 12, 15, 22, 25 und die Abstandshalter 7a bis 7d durch die gelöteten Abschnitte gebondet. Darstellungen der gelöteten Abschnitte wurden in den 3 bis 5 ausgelassen. Nachstehend werden Halbleiterelemente wie z.B. das erste Transistorelement 3, die Wärmediffusionsplatte 12, 15, 22, 25 und die Abstandshalter 7a bis 7d, genauso wie die gelöteten Abschnitte, die sie fügen, mit Bezug auf 6 beschrieben.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer VI-VI-Linie in 1. Wie es vorstehend genannt wurde, ist die Sammlerelektrode 3a an der unteren Fläche des ersten Transistorelements 3 vorgesehen und die Emitterelektrode 3b ist an der oberen Fläche davon vorgesehen. Die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die Sammlerelektrode 3a des ersten Transistorelements 3 sind durch einen gelöteten Abschnitt 18a gebondet. Die Emitterelektrode 3b des ersten Transistorelements 3 und der Abstandshalter 7a sind durch einen gelöteten Abschnitt 18b gebondet. Der Abstandshalter 7a und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 sind durch einen gelöteten Abschnitt 18c gebondet. Die zweite Wärmediffusionsplatte 15 ist an das erste Transistorelement 3 mittels der gelöteten Abschnitte 18b, 18c und dem Abstandshalter 7a gebondet. Die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 haben das erste Transistorelement 3 dazwischen eingefügt, und sie sind an die Elektroden des ersten Transistorelements 3 mittels der gelöteten Abschnitte 18a, 18b, 18c und dem Abstandshalter 7a gebondet. Nachstehend können, im Sinne der einfacheren Erklärung, die gelöteten Abschnitte 18a, 18b, 18c, die zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15, die einander als Gegenstück dienen, vorhanden sind, als erste gelötete Abschnitte 18 gemeinschaftlich benannt werden.
  • Der Abstandshalter 7b und das erste Diodenelement 4 sind auch zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15 (siehe 3 bis 5). Das erste Diodenelement 4 und die erste Wärmediffusionsplatte 12 sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus dem gleichen Material wie der gelötete Abschnitt 18a ist und eine gleiche Dicke wie dieser hat, gebondet. Das erste Diodenelement 4 und der Abstandshalter 7b sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus einem gleichen Material wie der gelötete Abschnitt 18b ist und eine gleiche Dicke wie dieser hat, gebondet. Der Abstandshalter 7b und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus einem gleichten Material ist und eine gleiche Dicke wie der gelötete Abschnitt 18c hat, gebondet.
  • Die Sammlerelektrode 5a ist an der unteren Fläche des zweiten Transistorelements 5 vorgesehen und die Emitterelektrode 5b ist an der unteren Fläche davon vorgesehen. Die dritte Wärmediffusionsplatte 22 und die Sammlerelektrode 5a des zweiten Transistorelements 5 sind durch einen gelöteten Abschnitt 28a gebondet. Die Emitterelektrode 5b des zweiten Transistorelements 5 und der Abstandshalter 7c sind durch einen gelöteten Abschnitt 28b gebondet. Der Abstandshalter 7c und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 sind durch einen gelöteten Abschnitt 28c gebondet. Die vierte Wärmediffusionsplatte 25 ist mit der Elektrode des zweiten Transistorelements 5 mittels der gelöteten Abschnitte 28b, 28c und dem Abstandshalter 7c verbunden. Die dritte Wärmediffusionsplatte 22 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 haben das zweite Transistorelement 5 dazwischen eingefügt und sie sind an die Elektroden des zweiten Transistorelements 5 mittels der gelöteten Abschnitte 28a, 28b, 28c und dem Abstandshalter 7c gebondet. Nachstehend, im Sinne einer einfacheren Erklärung, werden die gelöteten Abschnitte 28a, 28b, 28c, die zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25, die einander entgegengesetzt sind, vorhanden sind, als zweite gelötete Abschnitte 28 gemeinschaftlich benannt werden.
  • Der Abstandshalter 7d und das zweite Diodenelement 6 sind auch zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25 (siehe 3 bis 5) eingefügt. Das zweite Diodenelement 6 und die dritte Wärmediffusionsplatte 22 sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus einem gleichen Material ist und eine gleiche Dicke wie der gelötete Abschnitt 28a hat, gebondet. Das zweite Diodenelement 6 und der Abstandshalter 7d sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus einem gleichen Material ist und eine gleiche Dicke wie der gelötete Abschnitt 28b hat, gebondet. Der Abstandshalter 7d und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 sind durch einen gelöteten Abschnitt, der aus einem gleichen Material ist und eine gleiche Dicke wie der gelötete Abschnitt 28c hat, gebondet.
  • Die erste Verbindungsstelle 13 erstreckt sich von einer Kante der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und die zweiten Verbindungsstelle 26 erstreckt sich von einer Kante der vierten Wärmediffusionsplatte 25. Die erste Verbindungsstelle 13 und die zweite Verbindungsstelle 26 überlappen einander bei Betrachtung entlang einer normalen Richtung der ersten Wärmediffusionsplatte 12 (entlang der X-Richtung in den Zeichnungen), und sind durch einen gelöteten Abschnitt 38 gebondet. Der gelötete Abschnitt 38 wird als dritter gelöteter Abschnitt 38 benannt, um ihn von den ersten gelöteten Abschnitten 18 und den zweiten gelöteten Abschnitten 28 zu unterscheiden.
  • Eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches, der durch ein Zeichen VII in 6 angezeigt wird, wird in 7 gezeigt. Zeichen W1a, W1b, W1c zeigen jeweils Dicken der gelöteten Abschnitte 18a, 18b, 18c an. Eine Gesamtdicke W1, die eine Gesamtsumme der Dicken der ersten gelöteten Abschnitte 18 zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15 ist, wird W1= W1a+W1b+W1c. Zeichen W2a, W2b, W2c zeigen jeweils Dicken der gelöteten Abschnitte 28a, 28b, 28c an. Eine Gesamtdicke W2, die eine Gesamtsumme der Dicken der zweiten gelöteten Abschnitte 28 zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25 ist, wird W2=W2a+W2b+W2c. Ein Zeichen W3 zeigt eine Dicke des dritten gelöteten Abschnitts 38 an. Die Dicke W3 des dritten gelöteten Abschnitts 38 ist dicker als die Gesamtdicke W1 der ersten gelöteten Abschnitte 18 und ist auch dicker als die Gesamtdicke W2 der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Außerdem wird ein unterschiedliches Material für die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28, und für den dritten gelöteten Abschnitt 38 benutzt. Ein Erstarrungspunkt T1 der ersten gelöteten Abschnitte 18 ist höher als ein Erstarrungspunkt T3 des dritten gelöteten Abschnitts 38. Ein Erstarrungspunkt T2 der zweiten gelöteten Abschnitte 28 ist höher als der Erstarrungspunkt T3 des dritten gelöteten Abschnitts 38. In 7 werden die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28, die die höheren Erstarrungspunkte haben, durch eine gepunktete Schraffur mit einer höheren Punktdichte als die des dritten gelöteten Abschnitts 38, der einen niedrigeren Erstarrungspunkt hat, gezeigt. Zum Beispiel kann SN-0.7Cu-Lotmaterial für die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 benutzt werden. Ein Erstarrungspunkt dieses Materials ist 227 Grad Celsius. Außerdem kann zum Beispiel Sn-3.0Ag-0.5Cu-Lotmaterial für den dritten gelöteten Abschnitt 38 benutzt werden. Ein Erstarrungspunkt dieses Materials ist 217 Grad Celsius. Eine Beziehung der vorstehend genannten Dicken und Erstarrungspunkte sieht folgende Vorteile vor.
  • Lot schrumpft beim Erstarren. Sein Schrumpfungsbetrag entlang einer Dickenrichtung wird größer, wenn eine Dicke des Lots größer ist. In einem Fall der Struktur aus 7 ist die Dicke W3 des dritten gelöteten Abschnitts 38 dicker als die Gesamtdicke W1 der ersten gelöteten Abschnitte 18 und ist auch dicker als die Gesamtdicke W2 der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18, die zweiten gelöteten Abschnitte 28 und der dritte gelötete Abschnitt 38 einen gleichen Erstarrungspunkt haben, schrumpfen die gelöteten Abschnitte 18, 28, 38 während des Abkühlens gleichzeitig. Wenn das passiert, bringt das Schrumpfen des dritten gelöteten Abschnitts 38 mit der größeren Dicke die erste Verbindungsstelle 13 und die zweite Verbindungsstelle 26 näher, was verursacht, dass sich die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 neigen. Obwohl die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28, die eine kleinere Dicke haben, bei der Halbleitervorrichtung 2 dieser Ausführungsform vor dem dritten gelöteten Abschnitt 38 mit der größeren Dicke erstarren. Das heißt, dass die ersten gelöteten Abschnitte 18 (das heißt, die gelöteten Abschnitte zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15, die einander als Gegenstück dienen) erstarren, bevor die erste Verbindungsstelle 13 durch ein Fügen mit der zweiten Verbindungsstelle 26 eingeschränkt wird. Gleichsam erstarren die zweiten gelöteten Abschnitte (das heißt, die gelöteten Abschnitte zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25, die einander als Gegenstück dienen), bevor die zweite Verbindungsstelle 26 durch ein Fügen mit der ersten Verbindungsstelle 13 eingeschränkt wird. Aufgrund dessen werden die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die zweite Wärmediffusionsplatte 15, die einander als Gegenstück dienen, gebondet, während sie ihre Parallelität beibehalten. Gleichsam werden die dritte und vierte Wärmediffusionsplatte 22,25, die einander als Gegenstück dienen, gebondet, während sie ihre Parallelität beibehalten.
  • Die Beziehung der Dicken und der Erstarrungspunkte der gelöteten Abschnitte in der Halbleitervorrichtung 2 bringt außerdem die folgenden Vorteile. Wenn der dritte gelötete Abschnitt 38 mit der größeren Dicke zwischen den Verbindungsstellen zuerst schrumpft und erstarrt, wird ein Abstand zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte 15, die einander entgegengesetzt sind, schmaler werden und wird ein Abstand zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25, die einander entgegengesetzt sind, schmaler werden. Wenn dies passiert, müssen die ersten gelöteten Abschnitt 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 ursprünglich mit den kleineren Dicken ihre Schrumpfung und Erstarrung beginnen, nachdem sie aufgrund des Fügens zwischen den Verbindungsstellen dünner gemacht wurden. Als ein Ergebnis davon werden ihre Nach-Füge-Dicken außerdem verringert. Allerdings schrumpfen, bei der Halbleitervorrichtung 2 dieser Ausführungsform, vor dem dritten gelöteten Abschnitt 38 mit der größeren Dicke, die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 mit den kleineren Dicken und erstarren diese, so dass ein Defizit bei den Nach-Füge-Dicken vermieden werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil, der von der vorgenannten Beziehung der Dicken und der Erstarrungspunkte der gelöteten Abschnitte erhalten wird, wird beschrieben. Wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 vor der Erstarrung des dritten gelöteten Abschnitts 38 schrumpfen und erstarren, wird das Abstand zwischen der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der zweiten Wärmediffusionsplatte15 schmaler. Außerdem wird das Abstand zwischen der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der vierten Wärmediffusionsplatte 25 auch schmaler. Wenn die Dicke des dritten gelöteten Abschnitts 38 dünn ist, wird ein Abstand zwischen der ersten Verbindungsstelle 13 und der zweiten Verbindungsstelle 26 auch schmaler, wenn die Abstände zwischen den Wärmediffusionsplatten schmaler werden, bei dem ein Risiko ein Ergebnis, das die Verbindungsstellen einander beeinträchtigen, sein kann. Wenn die Verbindungsstellen einander beeinträchtigen, wird ein Abstand zwischen der Verbindungsstellenseitenkante der ersten Wärmediffusionsplatte 12 und der Verbindungsstellenseitenkante der vierten Wärmediffusionsplatte 25 eingeschränkt. In diesem Zustand kann, wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 weiter schrumpfen, dort ein Risiko, dass die Wärmediffusionsplatten geneigt werden, sein. Der Neigung der Metallplatten aufgrund der Beeinträchtigung zwischen den Verbindungsstellen kann durch ein Größer-machen der Dicke W3 des dritten gelöteten Abschnitts 38 als die Gesamtdicke W1 der ersten gelöteten Abschnitte und größer als die Gesamtdicke W2 der zweiten gelöteten Abschnitte vorgebeugt werden.
  • Wie es vorstehend genannt wurde, sind die gelöteten Abschnitte zwischen den Diodenelementen, die Wärmediffusionsplatte und die Abstandshalter gleich ihren jeweiligen gelöteten Abschnitten zwischen den Transistorelementen, den Wärmediffusionsplatte und den Abstandshaltern hinsichtlich der Materialien und der Dicken, und so bleibt die vorstehende Erklärung wahr, sogar wenn die gelöteten Abschnitte, die die Diodenelemente bonden, berücksichtigt werden.
  • Bei den 6 und 7 werden die Dicken der gelöteten Abschnitte zum einfacheren Verständnis dicker geschildert, als sie wirklich sind. Die Dicken der gelöteten Abschnitte sind innerhalb eines Bereiches von ungefähr 50 bis 500 µm definiert.
  • Als Nächstes wird eine Methode zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 2 beschrieben. Hier wird die Erklärung von einem Schritt des Schmelzens/ Erstarrens der gelöteten Abschnitte durch das Stecken des Zusammenbaus 2a von 5 (das heißt einem halbfertigen Produkt der Halbleitervorrichtung 2 vor dem Bilden der Harzpackung 9) in einen Schmelzofen. Bei dem Zusammenbau 2a sind die gelöteten Abschnitte, die noch nicht geschmolzen wurden, zwischen den Wärmediffusionsplatte, dem Halbleiterelement und den Abstandshaltern angeordnet.
  • 8 zeigt ein Temperaturprofil des Schmelzofens, in den der Zusammenbau 2a gesteckt werden soll. In 8 zeigt eine horizontale Achse die Zeit an und zeigt eine vertikale Achse eine Temperatur innerhalb des Schmelzofens an. Temperatur T1 ist der Erstarrungspunkt (Schmelztemperatur) der ersten gelöteten Abschnitte 18 und Temperatur T2 ist der Erstarrungspunkt (Schmelztemperatur) der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Temperatur T3 ist der Erstarrungspunkt (Schmelztemperatur) des dritten gelöteten Abschnitts. Hier werden die Erstarrungspunkte und die Schmelztemperaturen als äquivalent angenommen, für eine einfache Erklärung.
  • Als erstes wird die Temperatur innerhalb des Schmelzofens auf eine Temperatur TH erhöht, die höher ist als die Erstarrungspunkte (Schmelztemperaturen) T1, T2 der ersten gelöteten Abschnitte 18 und der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Alle gelöteten Abschnitte schmelzen durch ein Beibehalten der Temperatur innerhalb des Schmelzofens bei der Temperatur TH für eine bestimmte Zeitperiode. Dann wird die Temperatur innerhalb des Schmelzofens vermindert. Die Temperatur innerhalb des Schmelzofens fällt auf die Erstarrungspunkte T1, T2 der ersten gelöteten Abschnitte 18 und der zweiten gelöteten Abschnitte 28 bei einer Zeit t1, und die Temperatur innerhalb des Schmelzofens fällt auf den Erstarrungspunkt T3 des dritten gelöteten Abschnitts 38 bei einer Zeit t2. Die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 erstarren während einer Periode von der Zeit t1 zu der Zeit t2. In diesem Moment ist der dritte gelötete Abschnitt 38 noch geschmolzen.
  • Zu der Zeit des Erreichens der Zeit t2 sind die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 erstarrt. Der dritte gelötete Abschnitt 38 erstarrt zu der Zeit t2 oder später. Wie vorstehend erstarrt der dritte gelötete Abschnitt 38, nachdem die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28, die kleinere Dicken haben, erstarrten. Wie es vorstehend genannt wurde, sind die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 gebondet, während sie ihre Parallelität durch ein Erstarren der ersten gelöteten Abschnitte 18 und der zweiten gelöteten Abschnitte 28 mit den kleineren Dicken vor dem dritten gelöteten Abschnitt 38 mit der größeren Dicke beibehalten. Wie es aus einer anderen Perspektive beschrieben wird, da die gelöteten Abschnitte zwischen den Wärmediffusionsplatten (die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28) vor dem gelöteten Abschnitt zwischen den Verbindungsstellen (der dritte gelötete Abschnitt) erstarren, wobei die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die zweite Wärmediffusionsplatte 15 gebondet werden, während des Beibehaltens ihrer Parallelität, bevor die Verbindungsstellenseitenkanten eingeschränkt werden. Die dritte Wärmediffusionsplatte 22 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 sind ähnlich gebondet, während sie ihre Parallelität beibehalten.
  • Nachdem alle gelöteten Abschnitte erstarrten, wird der Zusammenbau 2a von dem Schmelzofen in die Gussform für das Spritzgießen bewegt, und wird die Harzpackung gebildet. Als Nächstes wird die Fläche, an der die erste Wärmediffusionsplatte 12 und die dritte Wärmediffusionsplatte 22 enthüllt sind, poliert, um Flächen der ersten Wärmediffusionsplatte 12, der dritten Wärmediffusionsplatte 22 und der Harzpackung 9 anzugleichen. Ähnlich wird die Fläche, an der die zweite Wärmediffusionsplatte 15 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 enthüllt sind, poliert, um Flächen der zweiten Wärmediffusionsplatte 15, der vierten Wärmediffusionsplatte 25 und der Harzpackung 9 auf der entgegengesetzten Seite anzugleichen. Bei dieser Gelegenheit kann, da die Wärmediffusionsplatte nicht gebogen sind, das Polieren zum Erreichen von Flächengleichheit zwischen den Oberflächen der Harzpackung 9 und der Wärmediffusionsplatte bei geringen Kosten durchgeführt werden.
  • Wie es vorstehend genannt wurde, wenn die Halbleitervorrichtung 2 hergestellt wird, müssen die gelöteten Abschnitte zwischen den Wärmediffusionsplatte, die einander entgegengesetzt sind (die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28) und der gelötete Abschnitt zwischen den Verbindungsstellen (der dritte gelötete Abschnitt 38) nicht voneinander getrennt erwärmt/gekühlt werden. Beim Herstellen der Halbleitervorrichtung 2 sollte der Zusammenbau der ersten bis vierten Wärmediffusionsplatte 12, 15, 22, 25 und der Halbleiterelemente (die Transistorelemente 3, 5 und die Diodenelemente 4,6) einfach in den Schmelzofen gesteckt werden und auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher als die Schmelzpunkte von allen gelöteten Abschnitten ist, und dann wird die Temperatur des Zusammenbaus runter auf eine Temperatur, die niedriger als die Erstarrungspunkte von allen gelöteten Abschnitten ist, gebracht werden. Dadurch erstarren die gelöteten Abschnitte, die die Dünneren sind (die gelöteten Abschnitte mit den höheren Erstarrungspunkten), vor dem anderen gelöteten Abschnitt (der Lotabschnitt mit dem niedrigeren Erstarrungspunkt).
  • (Variante) Als Nächstes wird eine Halbleitervorrichtung 302 einer Variante mit Bezug zu 9 beschrieben. 9 ist eine Teilquerschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 302 der Variante. Im Folgenden werden, im Sinne einer einfacheren Erklärung, eine Elektrode eines Transistorelements und eine Wärmediffusionsplatte, die gebondet sind, als „ein Transistorelement und eine Wärmediffusionsplatte sind gebondet“ ausgedrückt. Außerdem sind gelötete Abschnitte zwischen Diodenelementen und Wärmediffusionsplatte gleich ihren korrespondierenden gelöteten Abschnitten zwischen Transistorelementen und Wärmediffusionsplatte hinsichtlich ihrer Materialien und Dicken. Demnach wird eine Erklärung für die gelöteten Abschnitte zwischen den Diodenelementen und den Wärmediffusionsplatte auf beiden Seiten davon ausgelassen.
  • Bei dieser Variante ist ein Abstand zwischen einer ersten Verbindungsstelle 313 und der zweiten Verbindungsstelle 26 verglichen zu dem bei der vorstehenden Ausführungsform schmaler. Andere Konfigurationen, andere als das Abstand, sind zu denen der vorstehenden Ausführungsform identisch. In 9 werden Elemente, die zu den Elementen der Ausführungsform in 7 identisch sind, mit identischen Bezugszeichen benannt. Auch bei dieser Variante sind die Erstarrungspunkte der ersten gelöteten Abschnitte 18 und der zweiten gelöteten Abschnitte 28 höher als ein Erstarrungspunkt eines dritten gelöteten Abschnitts 338. Um das auch in 9 zu zeigen, werden die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28, die die höheren Erstarrungspunkte haben, durch Punktieren mit einer höheren Punktedichte als die von dem dritten gelöteten Abschnitt 338, der den geringeren Erstarrungspunkt hat, dargestellt.
  • Bei dieser Variante ist eine Dicke W33 des dritten gelöteten Abschnitts 338 geringer als eine Gesamtdicke W1 (=W1a+W1b+W1c) der ersten gelöteten Abschnitte 18, und ist auch geringer als die Gesamtdicke W2 (=W2a+W2b+W2c) der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Allerdings ist die Dicke des dritten gelöteten Abschnitts 338 größer als ein geschätzter Schrumpfungsbetrag der Gesamtdicke W1 der ersten gelöteten Abschnitte 18, und ist auch größer als ein geschätzter Schrumpfungsbetrag der Gesamtdicke W2 der zweiten gelöteten Abschnitte 28. Hier bedeutet der geschätzte Schrumpfungsbetrag einen Schrumpfungsbetrag (Schrumpfungsbetrag in der Dickenrichtung) der Gesamtdicke W1 der ersten gelöteten Abschnitte 18 (der Gesamtdicke W2 der zweiten gelöteten Abschnitte 28), der geschätzt wird, wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18 (die zweiten gelöteten Abschnitte 28) schrumpfen und erstarren. Der geschätzte Schrumpfungsbetrag kann durch ein Experiment geschätzt werden, wenn ein Material und eine Anfangsdicke der gelöteten Abschnitte bekannt sind. Wenn die Dicke W33 des dritten gelöteten Abschnitts 338 größer als der geschätzte Schrumpfungsbetrag der ersten gelöteten Abschnitte 18 und größer als der geschätzte Schrumpfungsbetrag der zweiten gelöteten Abschnitte 28 ist, beeinträchtigen die Verbindungsstellen einander nicht, sogar wenn die Abstände zwischen den Metallplatten geschmälert werden, wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 schrumpfen und erstarren, wobei als ein Ergebnis dessen, bei dem die Metallplatten nicht geneigt werden, ist.
  • Bei dieser Variante gilt zum Beispiel W1a=W1b=W1c=W2a=W2c=W3c=W33/2. Dann kann der geschätzte Schrumpfungsbetrag der Gesamtdicke W1 (=W1a+W1b+W1c) der ersten gelöteten Abschnitte 18 10% der Gesamtdicke W1 sein. Außerdem kann der geschätzte Schrumpfungsbetrag der Gesamtdicke W2 (=W2a+W2b+W2c) der zweiten gelöteten Abschnitte 28 10% der Gesamtdicke W2 sein. In diesem Fall beeinträchtigen, wenn die Dicke W33 des dritten gelöteten Abschnitts 338 [W1ax2] ist, die erste Verbindungsstelle 313 und die zweite Verbindungsstelle 26 einander nicht, sogar wenn die ersten gelöteten Abschnitte 18 und die zweiten gelöteten Abschnitte 28 schrumpfen. Dementsprechend kann der Neigung der Wärmediffusionsplatten vorgebeugt werden, wenn die gelöteten Abschnitte schrumpfen.
  • Punkte, die, in Bezug auf die Technik, die in den Ausführungsformen beschrieben werden, bemerkt werden sollten, werden beschrieben. Die Halbleitervorrichtungen 2, 302 der Ausführungsformen haben ein Transistorelement und ein Diodenelement zwischen einem Paar von Wärmediffusionsplatte 12, 15 (22, 25) dazwischen eingefügt. In den letzten Jahren wurde ein Halbleiterelement, das den inversen Parallelschaltkreis des Transistors und der Diode in einen Chip integriert, entwickelt. Ein Beispiel solch eines Halbleiterelements wird RC-IGBT genannt. Wenn das Halbleiterelement, das ein Transistorelement und eine Diode in einem Chip integriert hat, eingebaut wird, wird ein Unterschied zwischen einer Fügefläche der Wärmediffusionsplatte und der Elektroden der Halbleiterelemente und einer Fügefläche der Verbindungsstellen kleiner. Wenn der Unterschied zwischen der Fügefläche der Wärmediffusionsplatte und der Elektroden der Halbleiterelemente und der Fügefläche der Verbindungsstellen kleiner wird, wird ein Einfluss, der eine Neigung der Wärmediffusionsplatte durch die Fügung zwischen den Verbindungsstellen aufdrückt, herausragend. Die Technik, die hier offenbart wird, ist im Besonderen für eine Halbleitervorrichtung effektiv, die ein kompaktes Halbleiterelement zwischen einem Paar von Wärmediffusionsplatte eingefügt hat. Außerdem kann der höchste Effekt zur Neigungsvorbeugung der Wärmediffusionsplatten durch Konfigurieren der Dicke des gelöteten Abschnitts zwischen den Verbindungsstellen (dem dritten gelöteten Abschnitt 38) dicker als der der gelöteten Abschnitte zwischen den Wärmediffusionsplatten (jede der gelöteten Abschnitte, erste gelötete Abschnitte 18 und zweite gelötete Abschnitte 28), wie es in 3 bis 7 gezeigt wird, erreicht werden.
  • Das erste Transistorelement 3 und das erste Diodenelement 4 der Ausführungsform korrespondieren zu einem Beispiel eines ersten Halbleiterelements. Das zweite Transistorelement 5 und das zweite Diodenelement 6 der Ausführungsform korrespondieren zu einem Beispiel eines zweiten Halbleiterelements. Die erste Wärmediffusionsplatte 12, die zweite Wärmediffusionsplatte 15, die dritte Wärmediffusionsplatte 22 und die vierte Wärmediffusionsplatte 25 korrespondieren zu einem Beispiel einer ersten Metallplatte, einer zweiten Metallplatte, einer dritten Metallplatte und einer vierten Metallplatte.
  • Während spezifische Bespiele der vorliegenden Erfindung vorstehend im Detail beschrieben wurden, sind diese Beispiele lediglich darstellend und stellen keine Limitierung des Umfangs der Patentansprüche dar. Die Technologie, die in den Patentansprüchen beschrieben wird, umfasst auch verschiedene Änderungen und Modifikationen der spezifischen Beispiele, die vorstehend beschrieben wurden. Die technischen Elemente, die in der vorliegenden Beschreibung oder Zeichnungen erklärt wurden, sehen technische Anwendbarkeit entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen vor. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Kombinationen, die zu der Zeit beschrieben werden, zu der die Ansprüche eingereicht werden, begrenzt. Außerdem ist es der Zweck der Beispiele, die durch die vorliegende Beschreibung oder Zeichnungen dargestellt werden, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen, und Erfüllen einer dieser Aufgaben gibt der vorliegenden Erfindung technische Nutzbarkeit.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015170810 [0002]
    • JP 2012235081 [0002]

Claims (3)

  1. Halbleitervorrichtung (2, 302), die aufweist: ein erstes Halbleiterelement (3, 4) und ein zweites Halbleiterelement (5, 6), wobei jedes der Halbleiterelemente, erstes Halbleiterelement (3, 4) und zweites Halbleiterelement (5), Elektroden (3a, 3b, 4b, 5a, 5b, 6b) an beiden Flächen davon aufweist, eine erste Metallplatte (12) und eine zweite Metallplatte (15), die das erste Halbleiterelement (3, 4) dazwischen eingefügt haben, wobei die erste Metallplatte (12) und die zweite Metallplatte (15) an die Elektroden (3a, 3b, 4b) des ersten Halbleiterelements (3, 4) mittels jeweiliger erster gelöteter Abschnitte (18) jeweils gebondet sind, eine dritte Metallplatte (22) und eine vierte Metallplatte(25), die das zweite Halbleiterelement (5, 6) dazwischen eingefügt haben, wobei die dritte Metallplatte (22) und die vierte Metallplatte (25) an die Elektroden (5a, 5b, 6b) des zweiten Halbleiterelements (5, 6) mittels jeweiliger zweiter gelöteter Abschnitte (28) jeweils gebondet sind, eine Harzpackung (9), die das erste Halbleiterelement (3, 4) und das zweite Halbleiterelement (5, 6) versiegelt, wobei die erste Metallplatte (12) und die dritte Metallplatte (22) an einer Fläche der Harzpackung (9) enthüllt sind, und die zweite Metallplatte (15) und die vierte Metallplatte (25) an einer entgegengesetzten Fläche zu der einen Fläche der Harzpackung (9) enthüllt sind, wobei eine erste Verbindungsstelle (13; 313) an einer Kante der ersten Metallplatte (12) vorgesehen ist, eine zweite Verbindungsstelle (26) an einer Kante der vierten Metallplatte (25) vorgesehen ist, die erste Verbindungsstelle (13; 313) mit der zweiten Verbindungsstelle (26) in Betrachtung entlang einer Richtung, in der die erste Metallplatte (12) und das erste Halbleiterelement (3, 4) gestapelt sind, überlappt, die erste Verbindungsstelle (13; 313) und die zweite Verbindungsstelle (26) mittels eines dritten gelöteten Abschnitts (38; 338) gebondet sind, und ein Erstarrungspunkt der ersten gelöteten Abschnitte (18) höher als ein Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts (38; 338) ist, und ein Erstarrungspunkt der zweiten gelöteten Abschnitte (28) höher als der Erstarrungspunkt des dritten gelöteten Abschnitts (38, 338) ist.
  2. Halbleitervorrichtung (2; 302) nach Anspruch 1, wobei bei der Erstarrung ein geschätzter Schrumpfungsbetrag einer Gesamtsumme der Dicken der ersten gelöteten Abschnitte (18) zwischen der ersten Metallplatte (12) und der zweiten Metallplatte (15) gleich einer Dicke des dritten gelöteten Abschnitts (38; 338) oder geringer als diese ist, und bei der Erstarrung ein geschätzter Schrumpfungsbetrag einer Gesamtsumme der Dicken der zweiten gelöteten Abschnitten (28) zwischen der dritten Metallplatte (22) und der vierten Metallplatte (25) gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts (38; 338) oder geringer als diese ist.
  3. Halbleitervorrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei die Gesamtsumme der Dicken der ersten gelöteten Abschnitte (18) zwischen der ersten Metallplatte (12) und der zweiten Metallplatte (15) gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts (38) oder geringer als diese ist, und die Gesamtsumme der Dicken der zweiten gelöteten Abschnitte (28) zwischen der dritten Metallplatte (22) und der vierten Metallplatte (25) gleich der Dicke des dritten gelöteten Abschnitts (38) oder geringer als diese ist.
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