DE102019218478B4 - Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung Download PDF

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Abstract

Halbleitervorrichtung (100),aufweisend ein Gehäuse (Cs1), das einen Bereich (Rg1) umschließt, wo zumindest ein erstes Bauteil (S1) als eine Komponente einer elektrischen Schaltung vorhanden ist,wobei:- ein aus Harz bestehendes Harzteil (50) an einer Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, wobei die Innenseite mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt ist,- das Harzteil (50) mit einem leitfähigen Film (E2) versehen ist, der ein Teil der elektrischen Schaltung ist,- der leitfähige Film (E2) in dem Harzteil (50) so vorgesehen ist, dass der leitfähige Film (E2) mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt kommt,- der leitfähige Film (E2) nur in einer Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet ist,- das Gehäuse (Cs1) mit einem isolierenden Substrat (10) verbunden ist,- das erste Bauteil (S1) an einer oberen Oberfläche des isolierenden Substrats (10) fixiert ist,- der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50), welches am Gehäuse (Cs1) fixiert ist, vom isolierenden Substrat (10) beabstandet ist und- der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50) als Metallplattierung in der Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einer Konfiguration, die ein Gehäuse nutzt, und ein Herstellungsverfahren für die Halbleitervorrichtung.
  • Beschreibung des allgemeinen Stands der Technik
  • Als Gestaltungstechnik einer Verdrahtungsstruktur in einer Halbleitervorrichtung ist eine Technik bekannt, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP 2005- 32 779 A (worauf im Folgenden auch als „verwandte Technik A“ verwiesen wird) offenbart ist.
  • In der verwandten Technik A ist die Verdrahtungsstruktur in einem Einhausungskörper ausgebildet. Daher ist ein eine Einhausung in kleiner Größe aufweisendes und in Massenfertigung hergestelltes Produkt hinsichtlich der Kosten vorteilhaft, so dass niedrige Kosten realisiert werden können.
  • Wenn jedoch die verwandte Technik A für verschiedene Arten von Produkten und Produkte in kleinen Losgrößen und große Produkte wie etwa beispielsweise Halbleitervorrichtungen für elektrische Leistung verwendet wird, muss die Verdrahtungsstruktur für jedes Produkt geändert werden. Daher besteht ein Problem, dass die Kosten der Halbleitervorrichtung als Produkt erhöht werden.
  • Weiterhin offenbart das Dokument US 2009 / 0 003 003 A1 eine Licht emittierenden Vorrichtung, die eine wärmeableitende Hauptplatte ausweist, die aus einem wärmeableitenden Material gebildet ist, wobei eine erste Empfangsnut eine geöffnete Oberseite aufweist und ein erster geeigneter Abschnitt einen Innendurchmesser aufweist, der allmählich zu einer unteren Position hin abnimmt. Ausgebildet sind mindestens ein Isolierwulst, die aus einem Isoliermaterial gebildet ist und die eine Bodenfläche der ersten Aufnahmerille von einer Basis der wärmeverzehrenden Hauptplatte durchdringt, und mindestens ein Leiterrahmen, der die Isolierwurlst durchdringt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung vorzusehen, die imstande ist, Kosten der Halbleitervorrichtung verglichen mit Kosten einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung zu reduzieren.
  • Die Aufgabe wird durch eine Halbleitervorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Dadurch kann in einem Gehäuse eine Verdrahtung zwischen einem ersten Bauteil und einem leitfähigen Film des an einer Innenseite des Gehäuses fixierten Harzteils ausgeführt werden. Das heißt, beispielsweise kann die herkömmlicherweise zum Beispiel in einem Substrat ausgeführte Verdrahtung in dem Gehäuse ausgeführt sein. Dies kann das Gehäuse der Halbleitervorrichtung verkleinern. Dementsprechend können Kosten des Gehäuses reduziert werden. Infolgedessen können die Kosten der Halbleitervorrichtung verglichen mit denjenigen der herkömmlichen Halbleitervorrichtung reduziert werden.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
    • 2 ist eine Außenansicht eines Harzteils gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;
    • 3A und 3B sind Ansichten, die eine Konfiguration einer Sektion eines Gehäuses gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigen;
    • 4 ist eine Ebenenansicht, die eine periphere Konfiguration der Sektion des Gehäuses gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
    • 5 ist ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens Pr gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;
    • 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Konfiguration einer ersten Modifikation;
    • 7 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Konfiguration einer zweiten Modifikation;
    • 8 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Konfiguration einer dritten Modifikation;
    • 9 ist eine Ebenenansicht, die ein Harzteil mit einer Konfiguration einer vierten Modifikation zeigt;
    • 10 ist eine Draufsicht eines Teils einer Halbleitervorrichtung mit einer Konfiguration gemäß einer fünften Ausführungsform; und
    • 11 ist eine Ebenenansicht einer Halbleitervorrichtung als Vergleichsbeispiel.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. In den folgenden Zeichnungen sind die gleichen Komponenten mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Namen und Funktionen der Komponenten gemäß dem gleichen Bezugszeichen sind die gleichen. Dementsprechend können detaillierte Beschreibungen eines Teils jeder der durch das gleiche Bezugszeichen bezeichneten Komponenten weggelassen werden.
  • Es sollte besonders erwähnt werden, dass Abmessungen, Materialien und Formen der in der bevorzugten Ausführungsform beispielhaft dargestellten Komponenten, relative Positionen der Komponenten und dergleichen gemäß einer Konfiguration einer Vorrichtung, verschiedenen Bedingungen und dergleichen geeignet geändert werden können. Außerdem können die Abmessungen von jeder der Komponenten in jeder der Zeichnungen von tatsächlichen Abmessungen verschieden sein.
  • <Erste bevorzugte Ausführungsform>
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 100 wird auf den Gebieten einer Leistungserzeugung, Leistungsübertragung, effizienten Energienutzung, Energierückgewinnung und dergleichen genutzt. Die Halbleitervorrichtung 100 ist beispielsweise eine Halbleitervorrichtung für elektrische Leistung im Haushalt, in der Industrie, einem Fahrzeug oder einem elektrischen Zug.
  • In 1 sind eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung zueinander orthogonal. Die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung, die in den folgenden Figuren dargestellt sind, sind ebenfalls zueinander orthogonal. In der folgenden Beschreibung wird auf eine Richtung, die die X-Richtung und eine der X-Richtung entgegengesetzte Richtung (-X-Richtung) enthält, auch als „X-Achsenrichtung“ verwiesen. Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung auf eine Richtung, die die Y-Richtung und eine der Y-Richtung entgegengesetzte Richtung (-Y-Richtung) enthält, auch als „Y-Achsenrichtung“ verwiesen. Außerdem wird in der folgenden Beschreibung auf eine Richtung, die die Z-Richtung und eine der Z-Richtung entgegengesetzte Richtung (-Z-Richtung) enthält, auch als „Z-Achsenrichtung“ verwiesen.
  • Auf eine Ebene, die die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung enthält, wird in der folgenden Beschreibung auch als „XY-Ebene“ verwiesen. In der folgenden Beschreibung wird auf eine Ebene, die die X-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung enthält, auch als „XZ-Ebene“ verwiesen. Auf eine die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung enthaltende Ebene wird in der folgenden Beschreibung auch als „YZ-Ebene“ verwiesen.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst die Halbleitervorrichtung 100 ein Gehäuse Cs1, eine Vielzahl von Elektroden E1, ein isolierendes Substrat 10, einen Kühlkörper 15, eine Vielzahl von Halbleiterelementen S1 und ein bedrucktes Substrat 20.
  • Eine Form des Gehäuses Cs1 ist beispielsweise rohrförmig. Die Form des Gehäuses Cs1 in einer Draufsicht (XY-Ebene) ist eine geschlossene Schleifenform. Das Gehäuse Cs1 besteht aus Harz.
  • Außerdem ist jede der Elektroden E1 am Gehäuse Cs1 fixiert. Jede der Elektroden E1 ist eine aus einem Metall bestehende Hauptelektrode. Jede der Elektroden E1 ist ein langgestreckter Anschluss.
  • Das Gehäuse Cs1 weist einen Bereich Rg1 auf, welcher ein freier Raum ist. Das heißt, das Gehäuse Cs1 umschließt den Bereich Rg1. Im Bereich Rg1 sind die Vielzahl von Halbleiterelementen S1, das bedruckte Substrat 20, Drähte W1 und dergleichen vorhanden. Der Bereich Rg1 ist mit einem Versiegelungsmaterial 4 gefüllt. Außerdem weist das Gehäuse Cs1 einen Abschnitt bzw. eine Sektion Cs1x auf. Die Sektion Cs1x ist ein Teil des Gehäuses Cs1. Eine Form der Sektion Cs1x in Draufsicht ist eine geschlossene Schleifenform.
  • Der Kühlkörper 15 ist eine Metallplatte mit Wärmeableitung. Das isolierende Substrat 10 weist eine Isolierung auf. Das isolierende Substrat 10 ist auf dem Kühlkörper 15 vorgesehen. Das isolierende Substrat 10 umfasst eine isolierende Schicht 11 und eine Verdrahtungsschaltung 12.
  • In 1 ist eine Konfiguration der Verdrahtungsschaltung 12 vereinfacht. Die Verdrahtungsschaltung 12 ist eine aus Metall bestehende Leiterplatte. Konkret ist in 1 die keiner Ätzung unterzogene Verdrahtungsschaltung 12 dargestellt. Tatsächlich ist auf der isolierenden Schicht 11 die Verdrahtungsschaltung 12 mit der mittels Ätzung gebildeten Schaltungsstruktur vorhanden.
  • Das Gehäuse Cs1 ist mit der isolierenden Schicht 11 des isolierenden Substrats 10 und dem Kühlkörper 15 verbunden.
  • Jedes der Halbleiterelemente S1 ist beispielsweise ein Halbleiterchip wie etwa ein Halbleiterelement für elektrische Leistung. Das Halbleiterelement für elektrische Leistung ist beispielsweise ein Schaltelement, eine Diode oder dergleichen. Das heißt, das Halbleiterelement S1 ist ein Bauteil als Komponente der elektrischen Schaltung. Das Halbleiterelement S1 besteht aus einem beliebigen von Si, SiC und GaN. Das Halbleiterelement S1 besteht beispielsweise aus SiC.
  • Das Halbleiterelement S1 ist über ein Verbindungsmaterial 9 mit der Verdrahtungsschaltung 12 elektrisch verbunden. Das Verbindungsmaterial 9 ist zum Beispiel ein Lötmetall. Obgleich eine Anzahl der in 1 dargestellten Halbleiterelemente S1 zwei beträgt, beträgt tatsächlich die Anzahl der in der Halbleitervorrichtung 100 enthaltenen Halbleiterelemente S1 drei oder mehr. Die Anzahl der in der Halbleitervorrichtung 100 enthaltenen Halbleiterelemente S1 kann eins sein.
  • Als Nächstes wird eine charakteristische Konfiguration der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung wird auf ein Inneres bzw. eine Innenseite des Gehäuses Cs1 in Kontakt mit dem Bereich Rg1 auch als ein „Bereich der Gehäuseinnenseite“ verwiesen. Im Bereich der Gehäuseinnenseite sind die Elektroden E1 fixiert.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 enthält ferner Harzteile 50. In 1 ist, um ein Verständnis einer Konfiguration jedes der Harzteile 50 zu vereinfachen, das betreffende Harzteil 50 auf einer Vorderseite jeder der Elektroden E1 dargestellt.
  • Wenngleich Details später beschrieben werden, sind die aus Harz bestehenden Harzteile 50 am Bereich der Gehäuseinnenseite fixiert. Jedes der Harzteile 50 besteht aus einem beliebigen von PPS (Polyphenylensulfid), PC (Polycarbonat), ABS (Acrylonitrilbutadienstyrol), PPA (Polyphthalamid), PMMA (Polymethylmethacrylat), PP (Polypropylen), TPE (thermoplastische Elastomere), LCP (Flüssigkristallpolymer), LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und eines Elastomers.
  • 2 ist eine Außenansicht des Harzteils 50 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. 3A und 3B sind Ansichten, die jeweils eine Konfiguration der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigen. 3A ist eine Ebenenansicht, die eine Konfiguration in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 zeigt. In 3A ist verglichen mit demjenigen in 2 ein später beschriebener leitfähiger Film E2 in vereinfachter Weise dargestellt.
  • 3B ist eine Seitenansicht, die die Konfiguration in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 zeigt. In 3B ist, um ein Verständnis der Konfiguration zu vereinfachen, im Hinblick auf die Sektion Cs1x nur eine Kontur der betreffenden Sektion Cs1x dargestellt.
  • Bezug nehmend auf 2, 3A und 3B weist die Sektion Cs1x eine flache Oberfläche Cs1r auf. Die flache Oberfläche Cs1r der Sektion Cs1x ist ein Teil des Bereichs der Gehäuseinnenseite. Das Harzteil 50 ist an der flachen Oberfläche Cs1r der Sektion Cs1x fixiert.
  • Das Harzteil 50 weist einen Basisteilbereich 51 und einen vorstehenden Teilbereich 52 auf. Eine Form des Basisteilbereichs 51 ist eine Plattenform. Außerdem ist die Form des Basisteilbereichs 51 eine langgestreckte Form. Die Form des Basisteilbereichs 51 kann eine andere Form als die langgestreckte Form sein.
  • Ein Teil des Harzteils 50 ist in ein Inneres des Gehäuses Cs1 eingesetzt. Das heißt, ein Teil des Harzteils 50 ist im Gehäuse Cs1 eingebettet. Ein anderer Teil des Harzteils 50 steht außerdem aus dem Gehäuse Cs1 vor.
  • Konkret ist ein Teil des Basisteilbereichs 51 in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 eingebettet. Der gesamte Basisteilbereich 51 kann in der Sektion Cs1x eingebettet sein. Darüber hinaus steht der vorstehende Teil 52 aus der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 vor. Während 3B einen Zustand zeigt, in dem der gesamte vorstehende Teilbereich 52 aus der Sektion Cs1x vorsteht, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Teil des vorstehenden Teilbereichs 52 in der Sektion Cs1x eingebettet sein.
  • In den Harzteilen 50 ist der eine leitfähige Film E2 vorgesehen. Konkret ist der betreffende leitfähige Film E2 im Harzteil 50 so vorgesehen, dass der betreffende leitfähige Film E2 mit dem Bereich Rg1 in Kontakt kommt. Ein Zustand, in dem der leitfähige Film E2 mit dem Bereich Rg1 in Kontakt kommt, ist ein Zustand, in dem der betreffende leitfähige Film E2 zum betreffenden Bereich Rg1 freigelegt ist. Das heißt, der leitfähige Film E2 ist in einer Oberfläche des Harzteils 50 vorgesehen.
  • Der leitfähige Film E2 ist eine Metallplattierung. Die betreffende Metallplattierung besteht aus einem beliebigen von Cu, Ni, Ag, Au, Pd, Sn und Cr. Cu, Ni, Ag und Au sind Kupfer, Nickel, Silber bzw. Gold. Außerdem sind Pd, Sn und Cr Palladium, Zinn bzw. Chrom.
  • Der leitfähige Film E2 weist außerdem Lötmetallbereiche E2r auf. Auf jeden der Lötmetallbereiche E2r wird auch als Lötoberfläche oder Drahtbondingfläche verwiesen. Jeder der Lötmetallbereiche E2r ist ein Bereich zum Verbinden eines Bauteils als eine andere Komponente der elektrischen Schaltung mittels Lötmetall. Ein Bauteil als die andere Komponente der betreffenden elektrischen Schaltung ist beispielsweise das bedruckte Substrat 20, ein elektronisches Teil oder dergleichen. Im leitfähigen Film E2 des in 3A dargestellten Harzteils 50 gibt es als ein Beispiel drei Lötmetallbereiche E2r.
  • 4 ist eine Ebenenansicht, die eine periphere Konfiguration in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Bezug nehmend auf 4 ist der leitfähige Film E2 durch die Drähte W1 mit den Halbleiterelementen S1 elektrisch verbunden. In der Halbleitervorrichtung 100 wird die elektrische Schaltung von den Halbleiterelementen S1, den Drähten W1, dem leitfähigen Film E2 und dergleichen gebildet. Folglich ist der leitfähige Film E2 ein Teil der in der Halbleitervorrichtung 100 konfigurierten elektrischen Schaltung. Das heißt, der leitfähige Film E2 ist eine Verdrahtungsschaltung wie eine Schaltungsstruktur.
  • Außerdem kann als ein Beispiel der vorstehende Teilbereich 52 auch für eine Verbindung mit dem bedruckten Substrat 20 genutzt werden. Wie in 1 gezeigt ist, sind beispielsweise die vorstehenden Teilbereiche 52 der Vielzahl von Harzteilen 50 mit dem bedruckten Substrat 20 verbunden. Während in 1 ein Zustand, in dem das bedruckte Substrat 20 auf den vorstehenden Teilbereichen 52 vorhanden ist, dargestellt ist, sind tatsächlich die ganzen vorstehenden Teilbereiche 52 der Vielzahl der Harzteile 50 in im bedruckten Substrat 20 vorgesehene Löcher eingesetzt. Dies ermöglicht, dass die vorstehenden Teilbereiche 52 der Vielzahl von Harzteilen 50 mit dem bedruckten Substrat 20 verbunden werden.
  • (Herstellungsverfahren)
  • Im Folgenden wird auf ein Herstellungsverfahren für die Halbleitervorrichtung 100 auch als „Herstellungsverfahren Pr“ verwiesen. Als Nächstes wird das Herstellungsverfahren Pr beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens Pr gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. In 5 ist nur ein charakteristischer Prozess, der in einer Vielzahl von Prozessen des Herstellungsverfahrens Pr enthalten ist, dargestellt.
  • Im Herstellungsverfahren Pr wird in Schritt S110 ein Fixierprozess durchgeführt. Der Fixierprozess ist ein Prozess zum Fixieren der Harzteile 50 und der Elektroden E1 am Bereich der Gehäuseinnenseite mittels eines Insert-Molding-Verfahrens. Im Fixierprozess werden die Harzteile 50 und die Elektroden E1 gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig am Bereich der Gehäuseinnenseite fixiert.
  • Danach werden verschiedene Prozesse wie etwa ein Montageprozess, ein Einspritzprozess und dergleichen durchgeführt, und die Herstellung der Halbleitervorrichtung 100 wird abgeschlossen. Der Einspritzprozess ist ein Prozess, in welchem der Bereich Rg1 mit dem Versiegelungsmaterial 4 gefüllt wird.
  • (Schlussfolgerung)
  • Wie oben beschrieben wurde, umfasst gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 100 das Gehäuse Cs1, das den Bereich Rg1 umschließt, wo die Halbleiterelemente S1 als die Komponenten der elektrischen Schaltung vorhanden sind. Die Harzteile 50 sind an der Innenseite des Gehäuses Cs1, die mit dem Bereich Rg1 in Kontakt ist, fixiert. Jedes der Harzteile 50 ist mit dem leitfähigen Film E2 versehen, der ein Teil der elektrischen Schaltung ist. Der leitfähige Film E2 ist im Harzteil 50 so vorgesehen, dass der betreffende leitfähige Film E2 mit dem Bereich Rg1 in Kontakt kommt.
  • Dadurch kann im Gehäuse Cs1 die Verdrahtung zwischen den Halbleiterelementen S1 und den leitfähigen Filmen E2 der Harzteile 50, die an der Innenseite des Gehäuses Cs1 fixiert sind, ausgeführt werden. Das heißt beispielsweise, die herkömmlicherweise zum Beispiel in einem Substrat ausgeführte Verdrahtung kann im Gehäuse Cs1 ausgeführt sein. Dies kann das Gehäuse Cs1 der Halbleitervorrichtung verkleinern. Dementsprechend können die Kosten des Gehäuses Cs1 reduziert werden. Infolgedessen können verglichen mit den Kosten der herkömmlichen Halbleitervorrichtung die Kosten der Halbleitervorrichtung reduziert werden.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform weist außerdem jedes der Harzteile 50 den vorstehenden Teilbereich 52 auf. Daher kann, wenn der Prozess zum Fixieren der Harzteile 50 an der Innenseite des Gehäuses Cs1 durchgeführt wird, ein Positionieren der Harzteile 50 einfach durchgeführt werden.
  • Außerdem sind in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform die leitfähigen Filme E2 der Harzteile 50 durch die Drähte W1 mit den Halbleiterelementen S1 elektrisch verbunden. Dies ermöglicht, dass der Raum innerhalb des Gehäuses Cs1 effektiv genutzt wird. Somit kann das Gehäuse Cs1 verkleinert werden.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform weist darüber hinaus der leitfähige Film E2 jedes der Harzteile 50 die Lötmetallbereiche E2r auf. Durch elektrisches Verbinden des anderen Bauteils mit dem Harzteil 50 kann deshalb der Raum innerhalb des Gehäuses Cs1 effektiv genutzt werden. Das Gehäuse Cs1 kann folglich verkleinert werden.
  • Überdies ist in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform der leitfähige Film E2 jedes der Harzteile 50 eine Metallplattierung. In einer Situation, in der das Harzteil 50 ein individuelles Teil ist, deckt ein Ändern eines die Metallplattierung bildenden Materials viele Anwendungen ab.
  • Darüber hinaus besteht in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform das Harzteil 50 aus einem beliebigen von PPS, PC, ABS, PPA, PMMA, PP, TPE, LCP, LDPE und eines Elastomers. Das heißt, das aus dem Harz bestehende Harzteil 50 kann verglichen mit einem aus Metall bestehenden Teil die Herstellungskosten drücken.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform besteht außerdem das Halbleiterelement S1 aus SiC (Siliziumcarbid). Folglich ist eine Stromdichte in dem betreffenden Halbleiterelement S1 hoch. Dementsprechend kann jedes Intervall zwischen der Vielzahl von Halbleiterelementen S1 groß ausgebildet werden. Dies kann eine Wärmeerzeugung jedes der Halbleiterelemente S1 reduzieren.
  • Der im Herstellungsverfahren Pr der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform durchgeführte Fixierprozess ist ein Prozess zum Fixieren der Harzteile 50 und der Elektroden E1 an dem Bereich der Gehäuseinnenseite mittels eines Insert-Molding-Verfahrens. Da im Fixierprozess das Insert-Molding-Verfahren genutzt wird, wird eine Haftung der Harzteile 50 und der Elektroden E1 am Bereich der Gehäuseinnenseite erhöht. Dementsprechend wird eine Qualität der mittels des Herstellungsverfahrens Pr hergestellten Halbleitervorrichtung 100 erhöht. Darüber hinaus kann der das Insert-Molding-Verfahren nutzende Fixierprozess die Harzteile mit verschiedenen Formen abdecken.
  • Ein mit der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform zu vergleichendes Vergleichsbeispiel wird hier beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird auf eine Halbleitervorrichtung als Vergleichsbeispiel auch als eine „Halbleitervorrichtung J1“ verwiesen. 11 ist eine Ebenenansicht der Halbleitervorrichtung J1 als das Vergleichsbeispiel.
  • In der folgenden Beschreibung wird auf einen Bereich, der die Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 in einer Draufsicht (XY-Ebene) nicht überlappt und der von der Sektion Cs1x umgeben ist, auch als ein „Bereich Rg2“ verwiesen. Der Bereich Rg2 ist ein Bereich, wo das isolierende Substrat 10 vorhanden ist.
  • Bezug nehmend auf 11 ist in der Halbleitervorrichtung J1 innerhalb des Bereichs Rg2 eine Verdrahtungsschaltung E9 vorgesehen, die über die Drähte W1 mit den Halbleiterelementen S1 elektrisch verbunden ist.
  • Auf der anderen Seite ist, Bezug nehmend auf 4, in der Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform der leitfähige Film E2 als die Verdrahtungsschaltung, die ähnlich der Verdrahtungsschaltung E9 fungiert, in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 vorgesehen. Deshalb kann in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform eine Größe des Bereichs Rg2 kleiner als diejenige in der Halbleitervorrichtung J1 ausgebildet werden.
  • Dementsprechend kann eine Größe des isolierenden Substrats 10 der Halbleitervorrichtung 100 kleiner als eine Größe des isolierenden Substrats 10 der Halbleitervorrichtung J1 ausgebildet werden. Infolgedessen kann eine Größe der Halbleitervorrichtung 100 kleiner als eine Größe der Halbleitervorrichtung J1 ausgebildet werden. Dies bringt verglichen mit den Kosten der Halbleitervorrichtung J1 einen Effekt einer Reduzierung der Kosten der Halbleitervorrichtung 100 mit sich.
  • Ein Form des Harzteils 50 ist nicht auf die Form des in den 2, 3A und 3B gezeigten Harzteils 50 beschränkt. Die Form des Harzteils 50 kann beispielsweise eine oder eine andere Form der beiden Harzteile 50 in 10 sein. Darüber hinaus kann das Harzteil 50 beispielsweise die zwei oder mehr vorstehenden Teilbereiche 52 aufweisen.
  • Eine Form des leitfähigen Films E2 kann überdies von einer Form des in 2 und 3A gezeigten leitfähigen Films E2 verschieden sein. Die Form des leitfähigen Films E2 kann beispielsweise eine Form des leitfähigen Films E2 von einem oder dem anderen der beiden, in 10 gezeigten Harzteile 50 sein.
  • <Erste Modifikation>
  • Eine Konfiguration der vorliegenden Modifikation wird auf die Konfiguration der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet. 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration einer ersten Modifikation. In der vorliegenden Modifikation weist ein Teil des Harzteils 50, der im Gehäuse Cs1 eingebettet ist, einen Fixierteilbereich auf, der an einem Teil des Gehäuses Cs1 fixiert ist. Der betreffende Fixierteilbereich sind in seitlichen Oberflächen des Harzteils 50 vorgesehene Rillen V1. Das heißt, die Rillen V1 sind in den seitlichen Oberflächen des Harzteils 50 vorgesehen. Jede der Rillen V1 ist so gestaltet, dass sie in einen Teil der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 eingepasst wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Modifikation die Haftung des Harzteils 50 am Gehäuse Cs1 erhöht werden. Dementsprechend kann beispielsweise ein Ablösen des Harzteils 50 vom Gehäuse Cs1 aufgrund eines Temperaturzyklustests oder dergleichen gehemmt werden.
  • Wenn der vorhergehende Fixierprozess des Herstellungsverfahrens Pr durchgeführt wird, um die Konfiguration der ersten Modifikation zu verwirklichen, wird ein Inneres der Rille V1 mit dem Harz zum Herstellen des Gehäuses Cs1 gefüllt. Daher kann die Haftung des Harzteils 50 am Gehäuse Cs1 weiter erhöht werden. Dementsprechend kann eine Zuverlässigkeit während einer Ansteuerung der Halbleitervorrichtung 100 erhöht werden.
  • <Zweite Modifikation>
  • Eine Konfiguration der vorliegenden Modifikation wird auf die Konfiguration der ersten bevorzugten Ausführungsform angewendet. 7 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration einer zweiten Modifikation. In der vorliegenden Modifikation weist ein Teil des Harzteils 50, der im Gehäuse Cs1 eingebettet ist, einen anderen Fixierteilbereich auf, der an einem Teil des Gehäuses Cs1 fixiert ist. Der andere betreffende Fixierteilbereich ist ein Durchgangsloch H1, das das Harzteil 50 durchdringt. Das heißt, das Harzteil 50 ist mit dem Durchgangsloch H1 versehen. Ein Inneres des Durchgangslochs H1 ist mit einem Teil der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 gefüllt.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Modifikation ein Effekt ähnlich demjenigen in der ersten Modifikation erhalten werden. Wenn der Fixierprozess des vorhergehenden Herstellungsverfahrens Pr durchgeführt wird, um die Konfiguration der zweiten Modifikation zu verwirklichen, wird das Innere des Durchgangslochs H1 mit dem Harz zum Herstellen des Gehäuses Cs1 gefüllt. Deshalb kann die Haftung des Harzteils 50 am Gehäuse Cs1 weiter erhöht werden.
  • <Dritte Modifikation>
  • Eine Konfiguration der vorliegenden Modifikation wird auf alle oder einen Teil der ersten bevorzugten Ausführungsform und der ersten und zweiten Modifikationen angewendet. 8 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Konfiguration einer dritten Modifikation. In 8 ist, um ein Verständnis der Konfiguration zu vereinfachen, im Hinblick auf die Sektion Cs1x nur eine Kontur der betreffenden Sektion Cs1x dargestellt. Außerdem ist in 8 ein Teil der Elektrode E1, die an der Sektion Cs1x fixiert ist, dargestellt.
  • Bezug nehmend auf 8 weist das Harzteil 50 in der vorliegenden Modifikation den Basisteilbereich 51 und die beiden vorstehenden Teilbereiche 52 auf. 8 zeigt als ein Beispiel einen Zustand, in dem der gesamte Basisteilbereich 51 in der Sektion Cs1x eingebettet ist.
  • In der vorliegenden Modifikation ist, wie in 8 dargestellt ist, das Harzteil 50 so angeordnet, dass das Harzteil 50 die Elektrode E1 überspannt. Das heißt, das betreffende Harzteil 50 ist in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 so vorgesehen, dass das Harzteil 50 die Elektrode E1 in einer Draufsicht kreuzt.
  • Als Nächstes wird die Konfiguration der vorliegenden Modifikation konkret beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird auf die beiden vorstehenden Teilbereiche 52 in 8 auch als vorstehende Teilbereiche 52a bzw. 52b verwiesen. In der vorliegenden Modifikation ist, wie in 8 dargestellt ist, ein Teil des Harzteils 50 in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 so eingebettet, dass die Elektrode E1 zwischen dem vorstehenden Teilbereich 52a und dem vorstehenden Teilbereich 52b vorhanden ist.
  • Konkret ist der gesamte Basisteilbereich 51 in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 eingebettet. Außerdem steht ein Teil jedes der vorstehenden Teilbereiche 52a, 52b aus der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 vor. Überdies ist ein anderer Teil jedes der vorstehenden Teilbereiche 52a, 52b in der Sektion Cs1x eingebettet. Die Gesamtheit jedes der vorstehenden Teilbereiche 52a, 52b kann aus der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 vorstehen.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist gemäß der vorliegenden Modifikation das Harzteil 50 so angeordnet, dass das betreffende Harzteil 50 die Elektrode E1 überspannt. Das heißt, das Harzteil 50 ist in der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 so vorgesehen, dass das betreffende Harzteil 50 in einer Draufsicht die Elektrode E1 kreuzt.
  • Dies kann unter geringen Kosten eine Konfiguration zum Kreuzen zwischen einer Vielzahl verschiedener Potenziale, was herkömmlicherweise hohe Kosten erfordert hat, realisieren. Außerdem kann eine Größe des Raums, der erforderlich ist, um die Konfiguration des Kreuzens zwischen der Vielzahl verschiedener Potenziale vorzusehen, klein ausgebildet werden. Darüber hinaus kann die Konfiguration, in der eine Vielzahl verschiedener Elektroden kreuzt, leicht realisiert werden.
  • <Vierte Modifikation>
  • Eine Konfiguration der vorliegenden Modifikation wird auf alle oder einen Teil der ersten bevorzugten Ausführungsform und der ersten, zweiten und dritten Modifikationen angewendet. 9 ist eine Ebenenansicht, die das Harzteil 50 mit der Konfiguration einer vierten Modifikation zeigt. Bezug nehmend auf 9 ist das Harzteil 50 mit den beiden leitfähigen Filmen E2 versehen, welche Verdrahtungsschaltungen sind. Eine Anzahl der im Harzteil 50 vorgesehenen leitfähigen Filme E2 kann drei oder mehr betragen.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird durch das eine Harzteil 50 gemäß der vorliegenden Modifikation die Verdrahtung ermöglicht, die herkömmlicherweise zwei oder mehr Metallanschlüsse erfordert hat. Folglich kann die Halbleitervorrichtung 100 verkleinert werden.
  • <Fünfte Modifikation>
  • Eine Konfiguration der vorliegenden Modifikation wird auf alle oder einen Teil der ersten bevorzugten Ausführungsform und der ersten, zweiten, dritten und vierten Modifikationen angewendet. 10 ist eine Draufsicht eines Teils der Halbleitervorrichtung 100 mit der Konfiguration einer fünften Modifikation. 10 zeigt eine periphere Konfiguration der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1.
  • In der vorliegenden Modifikation ist eine Vielzahl von aus dem Harz bestehenden Harzteilen 50 am Bereich der Gehäuseinnenseite des Gehäuses Cs1 fixiert. Konkret sind, wie in 10 dargestellt ist, die beiden Harzteile 50 an der flachen Oberfläche Cs1r der Sektion Cs1x des Gehäuses Cs1 fixiert. Jedes der Harzteile 50 ist mit dem leitfähigen Film E2, der die Verdrahtungsschaltung ist, versehen.
  • Eine Anzahl der in der Sektion Cs1x vorgesehenen Harzteile 50 kann drei oder mehr betragen. In der folgenden Beschreibung wird auf die beiden Harzteile 50 in 10 auch als Harzteile 50a bzw. 50b verwiesen.
  • Der leitfähige Film E2 des Harzteils 50a ist in der vorliegenden Modifikation durch den Draht W1 mit den leitfähigen Filmen E2 des Harzteils 50b verbunden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Modifikation die Verdrahtung, welche herkömmlicherweise im isolierenden Substrat ausgeführt wurde, im Gehäuse Cs1 ausgeführt werden. Somit kann die Halbleitervorrichtung 100 verkleinert werden. Dementsprechend kann eine für die Verdrahtung erforderliche Menge des leitfähigen Films E2 reduziert werden. Infolgedessen können Kosten des Materials einer Metallplattierung wie des leitfähigen Films E2 reduziert werden.
  • Es sollte besonders erwähnt werden, dass innerhalb des Umfangs der Erfindung die vorliegende Erfindung die bevorzugte Ausführungsform und die Modifikationen der bevorzugten Ausführungsform frei kombinieren kann und die bevorzugte Ausführungsform und die Modifikationen geeignet modifizieren und weglassen kann.
  • Obgleich die Erfindung im Detail dargestellt und beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen konzipiert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (16)

  1. Halbleitervorrichtung (100), aufweisend ein Gehäuse (Cs1), das einen Bereich (Rg1) umschließt, wo zumindest ein erstes Bauteil (S1) als eine Komponente einer elektrischen Schaltung vorhanden ist, wobei: - ein aus Harz bestehendes Harzteil (50) an einer Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, wobei die Innenseite mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt ist, - das Harzteil (50) mit einem leitfähigen Film (E2) versehen ist, der ein Teil der elektrischen Schaltung ist, - der leitfähige Film (E2) in dem Harzteil (50) so vorgesehen ist, dass der leitfähige Film (E2) mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt kommt, - der leitfähige Film (E2) nur in einer Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet ist, - das Gehäuse (Cs1) mit einem isolierenden Substrat (10) verbunden ist, - das erste Bauteil (S1) an einer oberen Oberfläche des isolierenden Substrats (10) fixiert ist, - der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50), welches am Gehäuse (Cs1) fixiert ist, vom isolierenden Substrat (10) beabstandet ist und - der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50) als Metallplattierung in der Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet ist.
  2. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei: - ein Teil des Harzteils (50) im Gehäuse (Cs1) eingebettet ist, und - ein anderer Teil des Harzteils (50) aus dem Gehäuse (Cs1) vorsteht.
  3. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei: - eine Elektrode (E1) an der Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, und - das Harzteil (50) so angeordnet ist, dass das Harzteil (50) die Elektrode (E1) überspannt.
  4. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: - ein Teil des Harzteils (50) im Gehäuse (Cs1) eingebettet ist, und - der Teil des Harzteils (50), der im Gehäuse (Cs1) eingebettet ist, einen Fixierteilbereich (V1, H1) aufweist, der an einem Teil des Gehäuses (Cs1) fixiert ist.
  5. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der Fixierteilbereich (V1, H1) eine in einer seitlichen Oberfläche des Harzteils (50) vorgesehene Rille (V1) ist.
  6. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der Fixierteilbereich (V1, H1) ein Durchgangsloch (H1) ist, das das Harzteil (50) durchdringt.
  7. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: - das Harzteil (50) mit einer Vielzahl von Verdrahtungsschaltungen (E2) versehen ist, und - jede der Verdrahtungsschaltungen (E2) der leitfähige Film (E2) ist.
  8. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: - ferner ein anderes, aus Harz bestehendes Harzteil (50, 50b) an der Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, - das andere Harzteil (50, 50b) mit einem anderen leitfähigen Film (E2) versehen ist, und - der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50) über einen Draht (W1) mit dem anderen leitfähigen Film (E2) des anderen Harzteils (50, 50b) verbunden ist.
  9. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der leitfähige Film (E2) einen Lötmetallbereich (E2r) zum Verbinden eines zweiten Bauteils (20) als eine andere Komponente der elektrischen Schaltung mittels eines Lötmetalls aufweist.
  10. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: - das erste Bauteil (S1) ein Halbleiterelement (S1) ist, und - der leitfähige Film (E2) durch einen Draht (W1) mit dem Halbleiterelement (S1) elektrisch verbunden ist.
  11. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei das Halbleiterelement (S1) aus einem beliebigen von Si, SiC und GaN besteht.
  12. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Metallplattierung aus einem beliebigen von Cu, Ni, Ag, Au, Pd, Sn und Cr besteht.
  13. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Harzteil (50) aus einem beliebigen von PPS (Polyphenylensulfid), PC (Polycarbonat), ABS (Acrylonitrilbutadienstyrol), PPA (Polyphthalamid), PMMA (Polymethylmethacrylat), PP (Polypropylen), TPE (thermoplastische Elastomere), LCP (Flüssigkristallpolymer), LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und eines Elastomers besteht.
  14. Halbleitervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Gehäuse (Cs1) aus Harz gebildet ist.
  15. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung (100), wobei die Halbleitervorrichtung (100) ein Gehäuse (Cs1) aufweist, das einen Bereich (Rg1) umschließt, wo zumindest ein erstes Bauteil (S1) als eine Komponente einer elektrischen Schaltung vorhanden ist, wobei: - ein aus Harz bestehendes Harzteil (50) an einer Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, wobei die Innenseite mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt ist, - das Harzteil (50) mit einem leitfähigen Film (E2) versehen ist, der ein Teil der elektrischen Schaltung ist, - der leitfähige Film (E2) im Harzteil (50) so vorgesehen ist, dass der leitfähige Film (E2) mit dem Bereich (Rg1) in Kontakt kommt, - der leitfähige Film (E2) nur in einer Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet wird, - das Gehäuse (Cs1) mit einem isolierenden Substrat (10) verbunden ist, - das erste Bauteil (S1) an einer oberen Oberfläche des isolierenden Substrats (10) fixiert ist, - der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50), welches am Gehäuse (Cs1) fixiert ist, vom isolierenden Substrat (10) beabstandet ist, - eine Elektrode (E1) ferner an der Innenseite des Gehäuses (Cs1) fixiert ist, - das Herstellungsverfahren einen Schritt (S110) zum Fixieren des Harzteils (50) und der Elektrode (E1) an der Innenseite des Gehäuses (Cs1) mittels eines Insert-Molding-Verfahrens aufweist und - der leitfähige Film (E2) des Harzteils (50) als Metallplattierung in der Oberfläche des Harzteils (50) ausgebildet wird.
  16. Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse (Cs1) aus Harz gebildet wird.
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