DE102019216275B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung (100),umfassend ein Gehäuse (Cs1), welches einen Bereich (Rg1) einschließt, der mit einem Versiegelungsmaterial (4) gefüllt ist,wobei:- das Gehäuse (Cs1) aus Harz hergestellt ist,- eine Elektrode (E1) am Gehäuse (Cs1) befestigt ist,- die Elektrode (E1) einen Abschnitt (E1x) aufweist, der in Kontakt mit dem Bereich (Rg1) steht, wobei der Abschnitt (E1x) ein Teil der Elektrode (E1) ist,- das Versiegelungsmaterial (4) derart bereitgestellt ist, dass das Versiegelungsmaterial (4) wenigstens den Abschnitt (E1x) überdeckt,- der Abschnitt (E1x) über einen Ausschnitt (V1) verfügt, der es einem Teil des Harzes, welcher das Gehäuse (Cs1) bildet, ermöglicht, dem Bereich (Rg1) ausgesetzt zu sein,- sich der Ausschnitt (V1) bis zu einer Grenze (B1) zwischen dem Abschnitt (E1x) und dem Gehäuse (Cs1) erstreckt, und- der Ausschnitt (V1) ist derart eingerichtet, dass ein näher an der Grenze (B1) liegender Abschnitt des Ausschnittes (V1) eine größere Querschnittsfläche aufweist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung umfassend ein Gehäuse, an welchem eine Elektrode befestigt ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In einer Halbleitervorrichtung wie einem Leistungsmodul ist eine Elektrode als Anschluss in einem Gehäuse befestigt. Eine Innenseite des Gehäuses ist mit einem Gel als Versiegelungsmaterial gefüllt. Darüber hinaus ist das Gehäuse mit einem aus Metall hergestelltem Kühlkörper verbunden.
  • Im Allgemeinen ist das Gehäuse aus einem Harz wie Plastik oder dergleichen hergestellt. Daher ist eine Haftung zwischen der Elektrode (Anschluss) und dem Harz (Gehäuse) gering. Dies kann es ermöglichen, dass eine Luftblase zwischen der Elektrode und dem Harz (Gehäuse) existiert. Wenn die Luftblase existiert, treten unterschiedliche Defekte auf. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Situation, in welcher die Luftblase zwischen der Elektrode und dem Gehäuse (Harz) existiert auch als eine „Luftblasenexistenzsituation“ bezeichnet.
  • In der JP H06- 62 550 U wurde ein Aufbau zum Unterdrücken eines Auftretens eines Defektes beschrieben, welcher mit der dielektrischen Durchbruchspannung in Verbindung steht, die durch die Existenz der Luftblase verursacht wird (auch als ein verwandter Aufbau A bezeichnet). Im verwandten Aufbau A ist ein isolierendes Substrat auf einen Kühlkörper laminiert. Ein extern ausgeführter Anschluss, welcher am isolierenden Substrat befestigt ist, weist einen horizontalen Abschnitt und einen vertikalen Abschnitt auf. Der horizontale Abschnitt ist mittels eines Lots an einer oberen Fläche des isolierenden Substrats befestigt. Durch das Füllen einer Innenseite eines isolierenden Gehäuses mit einem Versiegelungsharz, werden das isolierende Substrat und ein unterer Abschnitt des extern ausgeführten Anschlusses durch das jeweilige Versiegelungsharz versiegelt.
  • Im entsprechenden Aufbau A ist darüber hinaus ein geneigter Abschnitt zwischen dem horizontalen Abschnitt und dem vertikalen Abschnitt im extern ausgeführten Anschluss vorgesehen. Der geneigte Abschnitt verfügt über ein Durchgangsloch. Das Vorhandensein des Durchgangsloches unterbindet das Ausbilden eines Lückenabschnittes, ohne die Luftblase erzeugt zu lassen, wenn das Innere des Gehäuses mit dem Versiegelungsharz gefüllt wird. Dies bewirkt eine Verbesserung der dielektrischen Durchbruchspannung.
  • Im vorstehenden Aufbau, in welchem die Elektrode an dem aus Harz hergestellten Gehäuse befestigt ist, kann die Luftblasenexistenzsituation verursacht werden. In der Luftblasenexistenzsituation, in welcher die Luftblase zwischen der Elektrode und dem Gehäuse existiert, besteht ein Problem, dass wenn die Luftblase in einer Umgebung mit hoher Temperatur expandiert, unterschiedliche Defekte verursacht werden. Als jeweilige Defekte existiert zum Beispiel ein Defekt einer verringerten Isolierung. Im verwandten Aufbau A kann dieses Problem nicht gelöst werden.
  • Die WO 2018 / 096 656 A1 betrifft eine Halbleitervorrichtung. Ein Gehäuse umgibt einen Halbleiterchip. Eine Gehäuseelektrode ist an einer oberen Fläche des Gehäuses angebracht. Ein Draht ist mit dem Halbleiterchip und der Gehäuseelektrode verbunden. Ein erster Halteteil drückt die Gehäuseelektrode auf der oberen Fläche des Gehäuses außerhalb eines Verbindungsteils, wo der Draht an die Gehäuseelektrode gebondet ist, nach unten. Ein zweiter Halteteil drückt die Gehäuseelektrode auf der oberen Fläche des Gehäuses innerhalb des Verbindungsteils nach unten. Eine Vertiefung ist auf der oberen Fläche des Gehäuses ausgebildet, Die Gehäuseelektrode ist so gebogen, dass sie in die Vertiefung passt. Der zweite Halteteil ist in der Vertiefung angeordnet.
  • Die WO 2018 / 047 659 A1 offenbart eine Leistungshalbleitereinrichtung. Diese weist einen Signalanschluss und ein Leistungshalbleiterelement auf und ist auf einem Substrat angeordnet. Der Signalanschluss weist einen Hauptkörperbereich und einen Verbindungsbereich auf, und ein Bereich des Signalanschlusses wird von einem Anschlussblock gehalten. Der Verbindungsbereich weist einen distalen Endbereich und einen Basisbereich auf. Der distale Endbereich weist einen Anschluss-Bereich auf, der von dem Anschlussblock freiliegt und mit einer Signalleitung verbunden ist. Der Basisbereich weist einen dünnen Bereich auf, bei welchem die Dicke in der vertikalen Richtung so vorgegeben ist, dass sie kleiner ist als diejenige des Anschluss-Bereichs. Der dünne Bereich hat eine obere Fläche, die an einer Position ausgebildet ist, die niedriger ist als eine obere Fläche des Anschluss-Bereichs, und ist mit einem Harzmaterial bedeckt, so dass der Anschlussblock gebildet ist.
  • Zusammenfassung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welche auf einfache Weise eine Situation löst, in welcher eine Luftblase zwischen einer Elektrode und einem Gehäuse existiert.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Halbleitervorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse, welches einen mit einem Versiegelungsmaterial gefüllten Bereich einschließt. Das Gehäuse ist aus Harz hergestellt, eine Elektrode ist an dem Gehäuse befestigt, die Elektrode weist einen Abschnitt auf, welcher in Kontakt mit dem Bereich steht, wobei der Abschnitt ein Teil der Elektrode ist, wobei das Versiegelungsmaterial derart bereitgestellt ist, dass das Versiegelungsmaterial wenigstens den Abschnitt überdeckt, und wobei der Abschnitt mit einem Ausschnitt bereitgestellt ist, der es einem Teil des Harzes, welches das Gehäuse bildet, ermöglicht, dem Bereich ausgesetzt zu sein. Der Ausschnitt erstreckt sich bis zu einer Grenze zwischen dem Abschnitt und dem Gehäuse. Der Ausschnitt ist derart eingerichtet, dass ein näher an der Grenze liegender Abschnitt des Ausschnittes eine größere Querschnittsfläche aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Halbleitervorrichtung das Gehäuse, welches den mit dem Versiegelungsmaterial gefüllten Bereich einschließt. Das Gehäuse ist aus dem Harz hergestellt. Die Elektrode ist am Gehäuse befestigt. Der Abschnitt, der ein Teil der Elektrode ist, verfügt über den Ausschnitt, der es dem Teil des Harzes, welches das Gehäuse bildet, ermöglicht, dem Bereich ausgesetzt zu sein.
  • Selbst in einer Situation, in welche die Luftblase zwischen der Elektrode (Abschnitt) und dem Gehäuse (Harz) existiert, wird es dadurch einfacher, die jeweilige Situation durch das Vorhandensein des Ausschnittes zu lösen. Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden, welche auf einfache Weise die Situation löst, in welcher die Luftblase zwischen der Elektrode und dem Gehäuse existiert.
  • Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Figuren deutlicher.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
    • 2 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau eines Abschnittes einer Elektrode in 1 zeigt;
    • 3 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung entlang einer Linie A1-A2 in 2;
    • 4 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau des Abschnittes der Elektrode in einem Aufbau einer ersten Modifikation zeigt;
    • 5 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau des Abschnittes der Elektrode der Halbleitervorrichtung mit einem Aufbau gemäß einer zweiten Modifikation zeigt;
    • 6 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung entlang einer Linie C1-C2 in 5; und
    • 7 ist eine Querschnittsansicht einer Peripherie des Abschnittes der Elektrode der Halbleitervorrichtung mit einem Aufbau gemäß einer dritten Modifikation.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren beschrieben. In den folgenden Figuren werden dieselben Komponenten mittels derselben Bezugszeichen bezeichnet. Namen und Funktionen der mittels derselben Bezugszeichen bezeichneten Komponenten sind dieselben. Daher kann eine detaillierte Beschreibung eines Teils der mittels derselben Bezugszeichen bezeichneten Komponenten ausgelassen werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass Maße, ein Material, eine Form, eine relative Anordnung der jeweiligen Komponenten, und dergleichen, welche in der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht sind, entsprechend einem Aufbau einer Vorrichtung, unterschiedlicher Randbedingungen, und dergleichen, auf geeignete Weise verändert werden können. Darüber hinaus können die Maße der jeweiligen Komponenten in jeder der Ausführungsformen von tatsächlichen Maßen abweichen.
  • <Erste bevorzugte Ausführungsform>
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 100 ist zum Beispiel ein Leistungsmodul für ein Haushaltsgerät, für die Industrie, für ein Automobil, für einen Zug oder dergleichen.
  • In 1 sind eine X-Richtung, eine Y-Richtung, und eine Z-Richtung zueinander orthogonal. Die in den nachfolgenden Figuren gezeigte X-Richtung, Y-Richtung, und Z-Richtung sind ebenfalls orthogonal zueinander. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Richtung, welche die X-Richtung und eine umgekehrte Richtung zur X-Richtung (-X-Richtung) umfasst, als eine „Richtung der X-Achse“ bezeichnet. Darüber hinaus wird in der nachfolgenden Beschreibung eine Richtung, welche die Y-Richtung und eine umgekehrte Richtung zur Y-Richtung (-Y-Richtung) umfasst, als eine „Richtung der Y-Achse“ bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Richtung, welche die Z-Richtung und eine umgekehrte Richtung zur Z-Richtung (-Z-Richtung) umfasst, als eine „Richtung der Z-Achse“ bezeichnet.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Ebene, welche die Richtung der X-Achse und die Richtung der Y-Achse umfasst, auch als eine „XY-Ebene“ bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Ebene, welche die Richtung der X-Achse und die Richtung der Z-Achse umfasst, auch als eine „XZ-Ebene“ bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Ebene, welche die Richtung der Y-Achse und die Richtung der Z-Achse umfasst, auch als eine „YZ-Ebene“ bezeichnet.
  • 2 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau eines Abschnittes E1x einer später in 1 beschriebenen Elektrode E1 zeigt. In 2 ist ein später beschriebenes Versiegelungsmaterial 4 nicht gezeigt, um ein leichtes Verständnis des Aufbaus zu ermöglichen. 3 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie A1-A2 in 2. In 3 ist ein später beschriebener Draht W1 und dergleichen ebenfalls gezeigt, um ein leichtes Verständnis des Aufbaus zu ermöglichen. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen peripheren Aufbau des Abschnittes E1x zeigt, welcher später in 1 beschrieben wird.
  • Bezugnehmend auf die 1, 2, und 3 umfasst die Halbleitervorrichtung 100 ein Gehäuse Cs1, einen Kühlkörper 11, eine Mehrzahl von Elektroden E1, eine Mehrzahl von Halbleiterelementen S1, ein Substrat 10, eine Mehrzahl von Drähten W1, und einen Deckel F1.
  • Eine Form des Gehäuses Cs1 ist zum Beispiel zylindrisch. Darüber hinaus entspricht die Form des Gehäuses (Cs1) in einer Draufsicht (XY-Ebene) einer geschlossenen Schleifenform. Das Gehäuse Cs1 verfügt über eine innere Fläche Cs1e. Eine Form der inneren Fläche Cs1e entspricht in einer Draufsicht (XY-Ebene) einer geschlossenen Schleifenform. Das Gehäuse Cs1 weist eine Isolierung auf. Das Gehäuse Cs1 ist aus Harz hergestellt. Das jeweilige Harz ist zum Beispiel Plastik.
  • Darüber hinaus sind die jeweiligen Elektroden E1 am Gehäuse Cs1 befestigt. Jede der Elektroden E1 ist ein länglicher Anschluss. Jede der Elektroden E1 weist die Vorderseite E1e auf. Das Gehäuse Cs1 ist mit dem Kühlkörper 11 durch ein Haftmittel 12 verbunden. Der Kühlkörper 11 ist aus Metall (z. B. Kupfer) hergestellt.
  • Das Gehäuse Cs1 weist einen Bereich Rg1 als eine Öffnung auf. Das heißt, das Gehäuse Cs1 schließt die Region Rg1 ein. Darüber hinaus umfasst die Innere Fläche Cs1e des Gehäuses Cs1 einen unteren Abschnitt des Bereichs Rg1. Der Bereich Rg1 ist mit dem Versiegelungsmaterial 4 gefüllt. Das Versiegelungsmaterial 4 ist zum Beispiel ein Gel. Es sei darauf hingewiesen, dass der Kühlkörper 11 in Kontakt mit einer unteren Fläche des Bereichs Rg1 steht, welcher mit dem Versiegelungsmaterial 4 (siehe 1) gefüllt ist. Der Deckel F1 ist derart am Gehäuse Cs1 befestigt, dass er den Bereich Rg1 als Öffnung verschließt.
  • Darüber hinaus weist jede der Elektroden E1 den Abschnitt E1x auf. Der Abschnitt E1x ist ein Teil der Elektrode E1. Eine Form des Abschnittes E1x ist eine längliche Form. Der Abschnitt E1x erstreckt sich in einer Draufsicht (XY-Ebene) in Richtung eines mittleren Abschnitts des Gehäuses Cs1. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Richtung, in welche sich der Abschnitt E1x erstreckt auch als eine „spezifische Richtung“ bezeichnet. Zum Beispiel ist die spezifische Richtung in den 1 und 2 die Richtung der X-Achse.
  • Darüber hinaus steht der Abschnitt E1x in Kontakt mit dem Bereich Rg1 (Versiegelungsmaterial 4). Der Abschnitt E1x weist eine vordere Fläche E1s auf. Das heißt, die vordere Fläche E1s steht in Kontakt mit dem Bereich Rg1 (Versiegelungsmaterial 4). Darüber hinaus weist der Abschnitt E1x die Vorderseite E1e auf. Darüber hinaus weist der Abschnitt E1x einen vorstehenden Abschnitt X1 auf. Eine Vorderseite des vorstehenden Abschnittes X1 ist die Vorderseite E1e. Darüber hinaus existiert ein weiterer Teil der jeweiligen Elektroden E1 innerhalb des Gehäuses Cs1.
  • Das Versiegelungsmaterial 4 ist derart bereitgestellt, dass das Versiegelungsmaterial 4 wenigsten den Abschnitt E1x überdeckt.
  • Das Substrat 10 verfügt über eine Isolierung. Das Substrat 10 existiert im Bereich Rg1, welcher mit dem Versiegelungsmaterial 4 gefüllt ist. Das Substrat 10 ist mittels eines Verbindungsmaterials 8 mit dem Kühlkörper 11 verbunden. Das Verbindungsmaterial 8 ist zum Beispiel ein Lot.
  • Das Substrat 10 umfasst ein isolierendes Element 5, eine Mehrzahl leitfähiger Abschnitte 6, und einen leitfähigen Abschnitt 7. Die leitfähigen Abschnitte 6, 7 sind zum Beispiel aus Kupfer hergestellt. Das isolierende Element 5 ist zum Beispiel aus Keramik hergestellt. Das isolierende Element 5 weist eine vordere Fläche 5a und eine rückwärtige Fläche 5b auf. Der leitfähige Abschnitt 7 ist mit der rückwärtigen Fläche 5b des isolierenden Elementes 5 verbunden. Der leitfähige Abschnitt 7 ist mittels eines Verbindungsmaterials 8 mit dem Kühlkörper 11 verbunden.
  • Die Mehrzahl leitfähiger Abschnitte 6 sind mit der vorderen Fläche 5a des isolierenden Elementes 5 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, dass obwohl in 1 zwei leitfähige Abschnitte 6 vorgesehen sind, die Anzahl leitfähiger Abschnitte 6, welche in der vorderen Fläche 5a des isolierenden Elementes 5 vorgesehen sind, eins, drei oder mehr sein kann. In der nachfolgenden Beschreibung werden die beiden leitfähigen Abschnitte 6 auch jeweils als leitfähiger Abschnitt 6a und leitfähiger Abschnitt 6b bezeichnet.
  • Jedes der Halbleiterelemente S1 ist zum Beispiel ein Halbleiter-Chip wie ein Halbleiterelement für eine elektrische Leistung. Das jeweilige Halbleiterelement für eine elektrische Leistung ist zum Beispiel ein Schaltelement, eine Diode, oder dergleichen. In einer oberen Fläche der jeweiligen Halbleiterelemente S1 ist eine Vorderseitenelektrode (nicht gezeigt) vorgesehen. In einer unteren Fläche der jeweiligen Halbleiterelemente S1 ist eine Rückseitenelektrode (nicht gezeigt) vorgesehen.
  • Jedes der Halbleiterelemente S1 ist auf dem Substrat 10 montiert. Konkret ist die Rückseitenelektrode der jeweiligen Halbleiterelemente S1 durch ein Verbindungsmaterial 9 elektrisch mit dem leitfähigen Abschnitt 6a verbunden. Das Verbindungsmaterial 9 ist zum Beispiel ein Lot.
  • Die Anzahl von Halbleiterelementen S1, welche mit dem leitfähigen Abschnitt 6a verbunden sind, ist nicht auf zwei beschränkt. Die Anzahl von Halbleiterelementen S1, welche mit dem leitfähigen Abschnitt 6a verbunden ist, kann ein, drei oder mehr sein.
  • Jede der Elektroden E1 ist elektrisch mit dem Halbleiterelement S1 oder dem Substrat 10 verbunden. Konkret ist der Abschnitt E1x der jeweiligen Elektroden E1 mit der Vorderseitenelektrode (nicht gezeigt) des Halbleiterelementes S1, oder dem leitfähigen Abschnitt 6 (leitfähiger Abschnitt 6a oder leitfähiger Abschnitt 6b) des Substrates 10 durch den Draht W1 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, dass 3 einen Aufbau zeigt, in welchem die Elektrode E1 elektrisch mit dem Substrat 10 verbunden ist. Konkret zeigt 3 einen Aufbau, in welchem der Abschnitt E1x der Elektrode E1 mit dem leitfähigen Abschnitt 6 (leitfähiger Abschnitt 6b) des Substrates 10 durch den Draht W1 verbunden ist.
  • Jeder der Drähte W1 ist aus Metall hergestellt. Jeder der Drähte W1 weist die Enden W1a und W1 b auf. Das Ende W1 a der jeweiligen Drähte W1 ist mit der vorderen Fläche E1s des Abschnittes E1x verbunden. Das heißt, die vordere Fläche E1s ist eine Drahtverbindungsfläche, mit welcher der Draht W1 verbunden ist. Darüber hinaus ist das Ende W1b der jeweiligen Drähte W1 mit der Vorderseitenelektrode des Halbleiterelementes S1, oder mit dem leitfähigen Abschnitt 6 (leitfähiger Abschnitt 6a oder leitfähiger Abschnitt 6b) des Substrates 10 verbunden.
  • In der folgenden Beschreibung wird eine Position, an welcher das Ende W1a des Drahtes W1 in der vorderen Fläche E1s des Abschnittes E1x verbunden ist, auch als „Drahtverbindungspunkt“ bezeichnet.
  • Als Nächstes wird ein charakteristischer Aufbau der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform (nachfolgend auch als „Aufbau Ct1“ bezeichneten) beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird als ein Beispiel eine Elektrode E1 beschrieben, welche in der Mehrzahl von Elektroden E1 enthalten ist. Die jeweilige Elektrode E1 ist die rechte Elektrode E1 der beiden in 1 gezeigten Elektroden E1.
  • Bezugnehmend auf die 2 und 3 wird der Abschnitt E1x der Elektrode E1 mit den Ausschnitten V1 bereitgestellt. Darüber hinaus sind die Ausschnitte V1 in der vorderen Fläche E1s des Abschnittes E1x vorgesehen. In 2 ist ein Aufbau gezeigt, in welchem die Anzahl von Ausschnitten V1, die im Abschnitt Ex1 vorgesehen sind, zwei ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl von Ausschnitten V1, welche im Abschnitt E1x bereitgestellt werden, eins sein kann.
  • In der folgenden Beschreibung wird eine Grenze zwischen dem Abschnitt E1x der Elektrode E1 und dem Gehäuse Cs1 auch als „Grenze B1“ (siehe 3) bezeichnet. Der Ausschnitt V1 erstreckt sich bis zur Grenze B1. Der Ausschnitt V1 ermöglicht es einem Teil des Harzes, welcher das Gehäuse Cs1 bildet, dem Bereich Rg1 ausgesetzt zu sein.
  • Darüber hinaus liegt der Ausschnitt V1 näher an einem mittleren Abschnitt des Gehäuses Cs1, als das Ende W1a (Drahtverbindungspunkt) in der spezifischen Richtung (Richtung der X-Achse). Konkret liegt das Ende W1b näher am mittleren Abschnitt des Gehäuses Cs1, als das Ende W1a in der spezifischen Richtung (Richtung der X-Achse). Der Ausschnitt V1 existiert zwischen dem Ende W1a (Drahtverbindungspunkt) und dem Ende W1b in der spezifischen Richtung (Richtung der X-Achse).
  • (Fazit)
  • Wie oben beschrieben umfasst die Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform das Gehäuse Cs1, welches den Bereich Rg1 einschließt, der mit dem Versiegelungsmaterial 4 gefüllt ist. Das Gehäuse Cs1 ist aus Harz hergestellt. Die Elektroden E1 sind jeweils am Gehäuse Cs1 befestigt. Der Abschnitt E1x, welcher ein Teil der Elektrode E1 ist, wird mit dem Ausschnitt V1 bereitgestellt, der es einem Teil des Harzes, welches das Gehäuse Cs1 bildet, ermöglicht, dem Bereich Rg1 ausgesetzt zu sein.
  • Selbst in der Situation, in welcher eine Luftblase zwischen der Elektrode (Abschnitt) und dem Gehäuse (Harz) existiert, wird es dadurch einfacher, die jeweilige Situation durch das Vorhandensein des Ausschnittes V1 zu lösen. Dementsprechend kann die Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden, welche auf einfache Weise die Situation löst, in welcher die Luftblase zwischen der Elektrode und dem Gehäuse existiert.
  • In der folgenden Beschreibung wird eine Position, welche mit einem Ende des Ausschnittes V1 in der Grenze B1 korrespondiert, auch als „Position P1“ (siehe 2 und 3) bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird die Situation, in welcher die Luftblase zwischen dem Abschnitt E1x der Elektrode E1 und dem Gehäuse Cs1 (Harz) (an der Grenze B1) existiert, auch als „Luftblasenexistenzsituation“ bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird eine Grenze zwischen der inneren Fläche Cs1e des Gehäuses Cs1 und dem Versiegelungsmaterial 4 auch als „Grenze B2“ (siehe 3) bezeichnet. Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung eine Situation, in welcher die Halbleitervorrichtung 100 in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur existiert, auch als „Hochtemperatursituation“ bezeichnet.
  • Gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird der Abschnitt E1x der Elektrode E1 mit dem Ausschnitt V1 (siehe 2 und 3) bereitgestellt. Darüber hinaus ist der Ausschnitt V1 in der vorderen Fläche E1ss des Abschnittes E1x vorgesehen. Der Ausschnitt V1 erstreckt sich bis zur Grenze B1.
  • Dies ermöglicht es zum Beispiel, dass sich die Luftblase selbst in der Luftblasenexistenzsituation zu einer Seite der vorderen Fläche E1s (Drahtverbindungsfläche) des Abschnittes E1x von der Position P1 in 3 durch den Ausschnitt V1 bewegt. Selbst in der Luftblasenexistenzsituation und in der Hochtemperatursituation kann die Luftblase dadurch davon abgehalten werden, zu expandieren und sich zur Grenze B2 zu bewegen.
  • Darüber hinaus liegt der Ausschnitt V1 in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform näher am mittleren Abschnitt des Gehäuses Cs1 als das Ende W1a (Drahtverbindungspunkt) in der spezifischen Richtung (Richtung der X-Achse). Das heißt, in 3 liegt der Ausschnitt V1 näher an der Position P1, als der vorstehende Abschnitt X1. Selbst in der Luftblasenexistenzsituation und in der Hochtemperatursituation kann die Luftblase dadurch davon abgehalten werden, zu expandieren und sich zur Grenze B2 zu bewegen.
  • Dementsprechend wächst die Luftblase nicht bis zur Grenze B2 an. Dies führt zu einem Effekt, dass eine Isolierung zwischen der Elektrode E1 (Abschnitt E1x) und dem Kühlkörper 11 sichergestellt werden kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung, welche nicht über den Aufbau Ct1 verfügt, ein Problem besteht, dass in der Luftblasenexistenzsituation und in der Hochtemperatursituation zum Beispiel eine Expansion einer Luftblase die Isolierung zwischen einer Elektrode und einem Kühlkörper verringert.
  • Daher weist die Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform den Aufbau zum Ausüben des vorstehenden Effektes auf. Somit kann die Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform das vorstehende Problem lösen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Gehäuse Cs1 der vorliegende bevorzugten Ausführungsform ein Gehäuse mit einem Aufbau sein kann, in welchem die jeweiligen Elektroden zum Befestigen nach dem Ausformen in das Gehäuse eingepasst werden (sogenannte Outsert-Gehäuse-Struktur). Darüber hinaus kann das Gehäuse Cs1 der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ein Gehäuse mit einem Aufbau sein, in welchem ein Gehäuse und die jeweiligen Elektroden mittels Insert-Molding integral befestigt sind (sogenannte Insert-Gehäuse-Struktur).
  • In der Outsert-Gehäuse-Struktur wird die Luftblase leicht zwischen der Elektrode und dem Gehäuse erzeugt, da eine Lücke zwischen der Elektrode und dem Gehäuse breit ist. In der Insert-Gehäuse-Struktur ist die Lücke zwischen der Elektrode und dem Gehäuse schmal, und wenn die Luftblase expandiert, neigt die Luftblase dazu, sich auf einfache Weise bis zur Grenze B2 zu bewegen. Daher ist der Aufbau der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform in beiden Situationen wirksam, in welchen die Struktur des Gehäuses Cs1 die Outsert-Gehäuse-Struktur und die Insert-Gehäuse-Struktur ist.
  • <Erste Modifikation>
  • In der folgenden Beschreibung wird ein Aufbau der vorliegenden Modifikation auch als „Aufbau Ctm1“ bezeichnet. Der Aufbau Ctm1 ist ein Aufbau, in welchem der Abschnitt E1x der Elektrode E1 über eine Mehrzahl von Ausschnitten V1 verfügt. Darüber hinaus ist der Aufbau Ctm1 ein Aufbau, in welchem die Anzahl von Ausschnitten V1 im Vergleich mit dem Aufbau Ct1 erhöht ist. Der Aufbau Ctm1 wird auf den Aufbau Ct1 angewendet.
  • 4 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau des Abschnittes E1x der Elektrode E1 im Aufbau Ctm1 einer ersten Modifikation zeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie B1-B2 in 4 3 entspricht. Wie zuvor beschrieben, sind in 3 der Draht W1 und dergleichen ebenfalls gezeigt, um das Verständnis des Aufbaus zu erleichtern.
  • Bezugnehmend auf 4 verfügt der Abschnitt E1x der Elektrode E1 über die Mehrzahl von Ausschnitten V1. Eine Form der jeweiligen Ausschnitte V1 ist in einer Draufsicht (XY-Ebene) kreisförmig. Es sei darauf hingewiesen, dass die Form der jeweiligen Ausschnitte V1 in einer Draufsicht (XY-Ebene) eine von einem Kreis abweichende Form sein kann (z. B. rechteckig).
  • Jeder der Ausschnitte V1 im Aufbau Ctm1 ermöglicht es einem Teil des Harzes, welches das Gehäuse Cs1 bildet, dem Bereich Rg1 ausgesetzt zu sein. Wie in 3 gezeigt, erstrecken sich die Ausschnitte V1 im Aufbau Ctm1 darüber hinaus bis zur Grenze B1.
  • (Fazit)
  • Wie oben beschrieben, verfügt der Abschnitt E1x der Elektrode E1 gemäß dem Aufbau Ctm1 der vorliegenden Modifikation über die Mehrzahl von Ausschnitten V1. Darüber hinaus ist die Anzahl von Ausschnitten V1, welche im Abschnitt E1x im Aufbau Ctm1 vorgesehen ist, größer, als jene im Aufbau Ct1.
  • Dies erlaubt es der Luftblase sich selbst in der Luftblasenexistenzsituation, leichter zur Seite der vorderen Fläche E1s (Drahtverbindungsfläche) des Abschnittes E1x von der Position P1 in 3 durch jeden der Ausschnitte V1 zu bewegen. Dementsprechend wächst die Luftblase nicht bis zur Grenze B2 an. Dadurch kann die Isolierung zwischen den Elektroden E1 (Abschnitt E1x) und dem Kühlkörper 11 ausreichend abgesichert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl von Ausschnitten V1, welche im Abschnitt E1x der Elektrode E1 vorgesehen sind, vier oder mehr sein kann.
  • <Zweite Modifikation>
  • In der folgenden Beschreibung wird ein Aufbau der vorliegenden Modifikation auch als „Aufbau Ctm2“ bezeichnet. Der Aufbau Ctm2 ist ein Aufbau, in welchem sich der Ausschnitt V1 bis zur Vorderseite E1e der Elektrode E1 erstreckt. Der Aufbau Ctm2 wird gesamthaft oder teilweise auf den Aufbau Ct1 und den Aufbau Ctm1 angewendet.
  • Als ein Beispiel wird der Aufbau Ct1, auf welchen der Aufbau Ctm2 angewendet wird (nachfolgend auch als „Aufbau Ct1m2“), beschrieben. Der Aufbau Ct1m2 ist ein Aufbau, in welchem der Aufbau Ctm2 auf den Aufbau in 2 angewendet wird.
  • 5 ist eine Draufsicht, welche einen peripheren Aufbau des Ausschnittes E1x der Elektrode E1 der Halbleitervorrichtung 100 zeigt, welche den Aufbau Ct1m2 gemäß einer zweiten Modifikation aufweist. 6 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie C1-C2 in 5. In 6 sind der Draht W1 und dergleichen ebenfalls gezeigt, um ein Verständnis des Aufbaus zu erleichtern. Um den Aufbau leichter verständlich zu machen, wird darüber hinaus in 6 ein Bereich des längsten Abschnittes des Abschnittes Ex1 in 5 in Richtung der X-Achse, als ein Bereich des Abschnittes E1x gezeigt.
  • Bezugnehmend auf 5 erstreckt sich im Aufbau Ctm2 der Ausschnitt V1, welcher im Abschnitt E1x der Elektrode E1 vorgesehen ist, bis zur Vorderseite E1e der Elektrode E1.
  • (Fazit)
  • Wie oben beschrieben, erstreckt sich der Ausschnitt V1 gemäß der vorliegenden Modifikation bis zur Vorderseite E1e der Elektrode E1. Dies ermöglicht es der Luftblase, sich selbst in der Luftblasenexistenzsituation leichter zur Seite der vorderen Fläche E1s (Drahtverbindungsfläche) des Abschnittes E1x von der Position P1 in 6 durch den Ausschnitt V1 zu bewegen. Dementsprechend wächst die Luftblase nicht bis zur Grenze B2 an. Dadurch kann die Isolierung zwischen den Elektroden E1 (Abschnitt E1x) und dem Kühlkörper 11 ausreichend abgesichert werden.
  • <Dritte Modifikation>
  • In der folgenden Beschreibung wird ein Aufbau der vorliegenden Modifikation auch als „Aufbau Ctm3“ bezeichnet. Der Aufbau Ctm3 ist ein Aufbau, in welchem der Ausschnitt V1 eine charakteristische Form aufweist. Der Aufbau Ctm3 wird gesamthaft oder teilweise auf den Aufbau Ct1, den Aufbau Ctm1, und den Aufbau Ctm2 angewendet.
  • Als ein Beispiel wird der Aufbau Ct1, auf welchen der Aufbau Ctm3 angewendet wird (nachfolgend auch als „Aufbau Ct1m3“), beschrieben. Der Aufbau Ct1 m3 ist ein Aufbau, in welchem der Aufbau Ctm3 auf den Aufbau in 3 angewendet wird.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht einer Peripherie des Abschnittes E1x der Elektrode E1 der Halbleitervorrichtung 100, welche den Aufbau Ct1m3 gemäß einer dritten Modifikation aufweist. Darüber hinaus ist 7 eine Ansicht, welche eine Form des Ausschnittes V1 zeigt, auf welchen der Aufbau Ctm3 angewendet wird. In der folgenden Beschreibung wird eine Fläche des Abschnittes E1x, welche in Kontakt mit dem Ausschnitt V1 steht, auch als „innere Fläche E1sv“ (siehe 7 bezeichnet).
  • Bezugnehmend auf 7 weist die innere Fläche E1sv des Abschnittes E1x im Aufbau Ct1m3 eine gekrümmte Fläche Cr1 als eine durchgebogene Fläche auf. Die gekrümmte Fläche Cr1 ist derart eingerichtet, dass sich die Luftblasen in der Luftblasenexistenzsituation leicht zur Seite der vorderen Fläche E1s (Drahtverbindungsfläche) des Abschnittes E1x entlang der gekrümmten Fläche Cr1 bewegen können. Die gekrümmte Fläche Cr1 korrespondiert mit einem unteren Abschnitt (einem Teil) der inneren Fläche E1sv.
  • Konkret ist der Ausschnitt V1 im Aufbau Ct1m3 derart eingerichtet, dass ein Abschnitt des Ausschnittes V1, welcher näher an der Grenze B1 liegt, eine größere Querschnittsfläche aufweist.
  • (Fazit)
  • Wie oben beschrieben, weist die innere Fläche E1sv, welche in Kontakt mit dem Ausschnitt V1 im Abschnitt E1x steht, gemäß der vorliegenden Modifikation die gekrümmte Fläche Cr1 als die durchgebogene Fläche auf. Konkret ist der Ausschnitt V1 derart eingerichtet, dass der näher an der Grenze B1 liegende Abschnitt des Ausschnittes V1 eine größere Querschnittsfläche aufweist. Dies ermöglicht es einer Luftblase sich in der Luftblasenexistenzsituation auf einfachere Weise zur Seite der vorderen Fläche E1s (Drahtverbindungsfläche) des Abschnittes E1x von der Position P1 in 7 durch die gekrümmte Fläche Cr1 zu bewegen.

Claims (6)

  1. Halbleitervorrichtung (100), umfassend ein Gehäuse (Cs1), welches einen Bereich (Rg1) einschließt, der mit einem Versiegelungsmaterial (4) gefüllt ist, wobei: - das Gehäuse (Cs1) aus Harz hergestellt ist, - eine Elektrode (E1) am Gehäuse (Cs1) befestigt ist, - die Elektrode (E1) einen Abschnitt (E1x) aufweist, der in Kontakt mit dem Bereich (Rg1) steht, wobei der Abschnitt (E1x) ein Teil der Elektrode (E1) ist, - das Versiegelungsmaterial (4) derart bereitgestellt ist, dass das Versiegelungsmaterial (4) wenigstens den Abschnitt (E1x) überdeckt, - der Abschnitt (E1x) über einen Ausschnitt (V1) verfügt, der es einem Teil des Harzes, welcher das Gehäuse (Cs1) bildet, ermöglicht, dem Bereich (Rg1) ausgesetzt zu sein, - sich der Ausschnitt (V1) bis zu einer Grenze (B1) zwischen dem Abschnitt (E1x) und dem Gehäuse (Cs1) erstreckt, und - der Ausschnitt (V1) ist derart eingerichtet, dass ein näher an der Grenze (B1) liegender Abschnitt des Ausschnittes (V1) eine größere Querschnittsfläche aufweist.
  2. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt (E1x) über eine Mehrzahl von Ausschnitten (V1) verfügt, welche den Ausschnitt (V1) umfassen.
  3. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: - eine Form des Abschnittes (E1x) eine längliche Form ist, - der Abschnitt (E1x) eine Vorderseite (E1e) der Elektrode (E1) aufweist, und - sich der Ausschnitt (V1) bis zur Vorderseite (E1e) der Elektrode (E1) erstreckt.
  4. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: - sich der Abschnitt (E1x) in einer Draufsicht in Richtung eines mittleren Abschnitts des Gehäuses (Cs1) erstreckt, - die Halbleitervorrichtung (100) einen Draht (W1) umfasst, welcher ein erstes Ende (W1a) und ein zweites Ende (W1b) aufweist, - das erste Ende (W1a) des Drahtes (W1) mit einer vorderen Fläche (E1s) des Abschnittes (E1x) verbunden ist, - das zweite Ende (W1b) näher am mittleren Abschnitt des Gehäuses (Cs1) liegt, als das erste Ende (W1a) in einer spezifischen Richtung, die eine Richtung ist, in welche sich der Abschnitt (E1x) erstreckt, und - der Ausschnitt (V1) in der spezifischen Richtung zwischen dem ersten Ende (W1a) und dem zweiten Ende (W1b) existiert.
  5. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: - das Gehäuse (Cs1) mit einem Kühlkörper (11) verbunden ist, welcher in Kontakt mit einer unteren Fläche des Bereichs (Rg1) steht, der mit dem Versiegelungsmaterial (4) gefüllt ist, und - der Kühlkörper (11) aus Metall hergestellt ist.
  6. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei: - in dem mit dem Versiegelungsmaterial (4) gefüllten Bereich (Rg1) ein Substrat (10) existiert, auf dem ein Halbleiterelement (S1) montiert ist, - das Substrat (10) mit dem Kühlkörper (11) verbunden ist, und - die Elektrode (E1) elektrisch mit dem Halbleiterelement (S1) oder dem Substrat (10) verbunden ist.
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