DE102020112930A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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DE102020112930A1
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semiconductor device
semiconductor
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Takanori Kawashima
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Denso Corp
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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung kann umfassen: eine obere leitfähige Platte, eine mittlere leitfähige Platte und eine untere leitfähige Platte, die aufeinander gestapelt sind; einen ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte als auch mit der mittleren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist; und einen zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte als auch mit der unteren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist, wobei entweder eine Fläche der oberen leitfähigen Platte oder eine Fläche der unteren leitfähigen Platte kleiner als eine Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein kann, und eine andere der Fläche der oberen leitfähigen Platte und der Fläche der unteren leitfähigen Platte größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Technologie betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Druckschrift JP 2016 - 36 047 A beschreibt eine Halbleitervorrichtung. Diese Halbleitervorrichtung ist mit einer oberen leitfähigen Platte, einer mittleren leitfähigen Platte und einer unteren leitfähigen Platte, die aufeinander gestapelt sind, einem ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist, einem zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist, und einem Verkapselungsmittel bereitgestellt, das den ersten und den zweiten Halbleiterbaustein verkapselt und die obere, die mittlere und die untere leitfähige Platte einstückig hält.
  • ERFINDUNGSZUSAMMENFASSUNG
  • Bei der Herstellung der vorgenannten Halbleitervorrichtung müssen die vorgenannten drei leitfähigen Platten über die Halbleiterbausteine angeschlossen werden. Um die Halbleitervorrichtung mit einer hohen Präzision herzustellen, müssen die drei leitfähigen Platten beispielsweise unter Verwendung von Einspannvorrichtungen korrekt positioniert werden. Da es jedoch notwendig ist, diese nachfolgend zu entfernen, ist es schwierig, die aufeinander gestapelten drei leitfähigen Platten durch eine einzelne Einspannvorrichtung zu halten. Als solches kann eine Verwendung einer Einspannvorrichtung in Erwägung gezogen werden, die dazu eingerichtet ist, in zwei oder mehr aufgeteilt zu werden, jedoch kann eine Verwendung solch mehrfacher Einspannvorrichtungsteile im Vergleich zur Verwendung einer einzelnen Einspannvorrichtung eine Verschlechterung einer maßlichen Genauigkeit mit sich bringen.
  • Die vorliegende Beschreibung stellt eine Struktur bereit, die dazu eingerichtet ist, eine hochpräzise Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu ermöglichen, bei der drei oder mehr leitfähige Platten gestapelt sind.
  • Die vorliegend offenbarte Technologie ist in einer Halbleitervorrichtung verwirklicht. Die Halbleitervorrichtung kann umfassen: eine obere leitfähige Platte, eine mittlere leitfähige Platte und eine untere leitfähige Platte, die aufeinander gestapelt sind; einen ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte als auch mit der mittleren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist; und einen zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte als auch mit der unteren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist, wobei in einer Draufsicht entlang einer Stapelrichtung entweder eine Fläche der oberen leitfähigen Platte oder eine Fläche der unteren leitfähigen Platte kleiner als eine Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein kann, und eine andere der Fläche der oberen leitfähigen Platte und der Fläche der unteren leitfähigen Platte größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte ist.
  • Bei der vorgenannten Halbleitervorrichtung vergrößern (oder verkleinern) sich die Flächen der drei leitfähigen Platten entlang ihrer Stapelrichtung. Gemäß einer solchen Konfiguration können die drei aufeinander gestapelten leitfähigen Platten bei einer Herstellung der Halbleitervorrichtung durch eine einzelne Einspannvorrichtung in einer selben Richtung gehalten werden. Die Halbleitervorrichtung kann unter Verwendung der einzelnen Einspannvorrichtung mit einer hohen Präzision hergestellt werden.
  • Hierbei bedeutet in der vorliegenden Beschreibung eine Fläche einer leitfähigen Platte (das heißt jede der Flächen der oberen leitfähigen Platte, der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte) eine Fläche, die entlang einer relativ zu der leitfähigen Platte vertikalen Richtung gesehen wird. Mit anderen Worten, die Fläche der leitfähigen Platte bedeutet eine projizierte Fläche, die gesehen werden kann, falls die leitfähige Platte auf eine dazu parallele Ebene projiziert wird.
  • Die vorliegend offenbarte Technologie ist in einer nachfolgend beschriebenen Halbleitervorrichtung verkörpert. Die Halbleitervorrichtung kann umfassen: eine obere leitfähige Platte, eine mittlere leitfähige Platte und eine untere leitfähige Platte, die aufeinander gestapelt sind; einen ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte als auch mit der mittleren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist; und einen zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte als auch mit der unteren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist, wobei bei einer Projektion der oberen leitfähigen Platte, der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte auf eine Ebene, die zu der oberen leitfähigen Platte, der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte parallel ist, in der Ebene zumindest ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet und ein drittes Gebiet definiert sind, wobei das erste Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem drei Platten projiziert sind, die die obere leitfähige Platte, die mittlere leitfähige Platte und die untere leitfähige Platte sind, das zweite Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem nur zwei Platten projiziert sind, die die mittlere leitfähige Platte und entweder die obere leitfähige Platte oder die untere leitfähige Platte sind, und das dritte Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem nur eine andere der oberen leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte projiziert ist.
  • Auch bei der vorgenannten Struktur können bei einer Herstellung der Halbleitervorrichtung die drei aufeinander gestapelten leitfähigen Platten in derselben Richtung durch ein einzelne Einspannvorrichtung gehalten werden. Die Halbleitervorrichtung kann durch eine Verwendung der einzelnen Einspannvorrichtung mit einer hohen Präzision hergestellt werden. In diesem Fall können die Flächen der drei leitfähigen Platten dieselbe sein oder können voneinander verschieden sein. Beispielsweise kann die Fläche jeder der leitfähigen Platten unter Berücksichtigung einer erwarteten Temperaturverteilung innerhalb der Halbleitervorrichtung geeignet bestimmt sein.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine äußere Erscheinung einer Halbleitervorrichtung 10 eines Ausfü h ru ngsbeispiels.
    • 2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II gemäß 1.
    • 3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III gemäß 1.
    • 4 zeigt eine Schaltkreisstruktur der Halbleitervorrichtung 10 des Ausfü h ru ngsbeispiels.
    • 5 zeigt projizierte Gebiete P16, P20, P18, die durch Projizieren von drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 auf eine dazu parallele Ebene erlangt sind. In der Zeichnung zeigt das projizierte Gebiet P16 ein projiziertes Gebiet der oberen leitfähigen Platte 16 an, das projizierte Gebiet P20 zeigt ein projiziertes Gebiet der mittleren leitfähigen Platte 20 an, und das projizierte Gebiet P18 zeigt ein projiziertes Gebiet der unteren leitfähigen Platte 18 an.
    • 6 zeigt einen Zustand, in dem die über die Halbleiterbausteine 12 und 14 aufeinander gestapelten drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 durch eine einzelne Einspannvorrichtung 90 gehalten werden.
    • 7 zeigt einen Zustand, in dem ein Verkapselungsmittel 30 unter Verwendung einer Form 92 ausgebildet ist.
    • 8 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 10A einer Abwandlung zeigt, und entspricht der Schnittansicht gemäß 2.
    • 9 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 10B einer Abwandlung zeigt, und entspricht der Schnittansicht gemäß 2. Die 10A bis 10C zeigen Formen der drei leitfähigen Platten 16, 18, 20, die bei der Halbleitervorrichtung 10B gemäß 9 angewandt werden.
    • 10A zeigt eine vertikale Ansicht (Draufsicht) der oberen leitfähigen Platte 16,
    • 10B zeigt eine vertikale Ansicht (Draufsicht) der mittleren leitfähigen Platte 20, und 10C zeigt eine vertikale Ansicht (Draufsicht) der unteren leitfähigen Platte 18.
    • 11 zeigt hinsichtlich der Halbleitervorrichtung 10B gemäß 9 projizierte Gebiete P16, P20, P18, die durch Projizieren dreier leitfähiger Platten 16, 20, 18 auf eine dazu parallele Ebene erlangt sind. In der Zeichnung zeigt das projizierte Gebiet P16 ein projiziertes Gebiet der oberen leitfähigen Platte 16 an, das projizierte Gebiet P20 zeigt ein projiziertes Gebiet der mittleren leitfähigen Platte 20 an, und das projizierte Gebiet P18 zeigt ein projiziertes Gebiet der unteren leitfähigen Platte 18 an.
    • 12 zeigt hinsichtlich der Halbleitervorrichtung 10B gemäß 9 einen Zustand, in dem die drei über die Halbleiterbausteine 12, 14 aufeinander gestapelten leitfähigen Platten 16, 20, 18 durch eine einzelne Einspannvorrichtung 90 gehalten werden.
    • 13 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 10C einer Abwandlung zeigt, und entspricht der Schnittansicht gemäß 2.
    • 14 zeigt eine äußere Erscheinung einer Halbleitervorrichtung 100 eines Bezugsbeispiels 1 einer verwandten Technologie.
    • 15 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XV-XV gemäß 14.
    • 16 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XVI-XVI gemäß 14.
    • 17 zeigt eine Schaltkreisstruktur der Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1.
    • 18 zeigt ein in einer Computersimulation berechnetes Ergebnis von Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1.
    • 19 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100 einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 1 veranschaulicht.
    • 20 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100B einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 1 veranschaulicht.
    • 21 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 100C von noch einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 1 veranschaulicht.
    • 22 zeigt eine äußere Erscheinung einer Halbleitervorrichtung 200 eines Bezugsbeispiels 2 der verwandten Technologie.
    • 23 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXIII-XXIII gemäß 22.
    • 24 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXIV-XXIV gemäß 22.
    • 25 zeigt eine Schaltkreisstruktur der Halbleitervorrichtung 200 des Bezugsbeispiels 2.
    • 26 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 200A einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2 veranschaulicht.
    • 27 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 200B einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2 veranschaulicht.
    • 28 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 200C einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2 veranschaulicht.
    • 29 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 200D einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2 veranschaulicht.
    • 30 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 200E einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2 veranschaulicht.
    • 31 zeigt eine äußere Erscheinung einer Halbleitervorrichtung 300 eines Bezugsbeispiels 3 der verwandten Technologie.
    • 32 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXXII-XXXII gemäß 31.
    • 33 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXXIII-XXXIII gemäß 31.
    • 34 zeigt eine Schaltkreisstruktur der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3.
    • 35 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 300' einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 veranschaulicht.
    • 36 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 300" einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 veranschaulicht.
    • 37 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung 300 einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 veranschaulicht, und entspricht der Schnittansicht gemäß 32.
    • 38 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch die Konfiguration der Halbleitervorrichtung 300A der weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 veranschaulicht, und entspricht der Schnittansicht gemäß 33.
    • 39 zeigt eine Schaltkreisstruktur der Halbleitervorrichtung 300A der Abwandlung gemäß den 37 und 38.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Technologie kann sowohl der erste Halbleiterbaustein als auch der zweite Halbleiterbaustein eine erste Hauptelektrode und eine zweite Hauptelektrode umfassen, die eine größere Fläche als die erste Hauptelektrode aufweist. Der erste Halbleiterbaustein kann mit der oberen leitfähigen Platte durch die erste Hauptelektrode verbunden sein, und kann mit der mittleren leitfähigen Platte durch die zweite Hauptelektrode verbunden sein. Der zweite Halbleiterbaustein kann mit der mittleren leitfähigen Platte durch die erste Hauptelektrode verbunden sein, und kann mit der unteren leitfähigen Platte durch die zweite Hauptelektrode verbunden sein. Mit anderen Worten, sowohl bei dem ersten Halbleiterbaustein als auch bei dem zweiten Halbleiterbaustein kann die erste Hauptelektrode an der hinsichtlich der zweiten Hauptelektrode gegenüberliegenden Seite gelegen sein.
  • Falls bei jedem Halbleiterbaustein (bzw. Halbleiterchip) die Fläche der zweiten Hauptelektrode größer als die Fläche der ersten Hauptelektrode ist, wird durch die zweite Hauptelektrode Wärme in einer größeren Menge als durch die erste Hauptelektrode abgegeben. Als solches kann eine Verbesserung einer Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit der zweiten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten durch eine Vergrößerung der mit der zweiten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platte gegenüber den Flächen der mit der ersten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten in Erwägung gezogen werden. Auf der Grundlage eines solchen Konzeptes kann bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel die Fläche der oberen leitfähigen Platte kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte kann größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein.
  • Falls wahlweise bei jedem Halbleiterbaustein die Fläche der zweiten Hauptelektrode größer als die Fläche der ersten Hauptelektrode ist, kann gesagt werden, dass die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der ersten Hauptelektrode der Wärmeabgabefähigkeit der zweiten Hauptelektrode unterlegen ist. Als solches kann eine Temperatur bei jeder der ersten Hauptelektroden größer als eine Temperatur bei jeder der zweiten Hauptelektroden werden, falls die jeweiligen Halbleiterbausteine durch elektrische Leitung Wärme erzeugen. Um solche Temperaturunterschiede zu unterdrücken, kann eine Vergrößerung der Flächen der mit der ersten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten derart in Erwägung gezogen werden, dass sie größer als die Flächen der mit der zweiten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten werden, um die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit der ersten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten zu vergrößern. Auf der Grundlage eines solchen Konzeptes kann die Fläche der oberen leitfähigen Platte bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte kann kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein.
  • Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Technologie können sowohl der erste Halbleiterbaustein als auch der zweite Halbleiterbaustein ferner eine Schutzschicht umfassen, die in einer rahmenartigen Form entlang einer Kante von dessen erster Hauptelektrode bereitgestellt ist. Gemäß einer solchen Konfiguration neigt ein durch eine thermische Deformation hervorgerufener Verzug dazu, sich lokal in einer Nähe jeder Schutzschicht aufgrund von an einem solchen Ort versammelten verschiedenen Arten von Materialien mit verschiedenen linearen Ausdehnungskoeffizienten zu erhöhen. Um eine Erhöhung eines solchen Verzuges zu unterdrücken, ist es wirksam, eine Temperaturerhöhung in den ersten Hauptelektroden zu unterdrücken und, um dies zu verwirklichen, kann eine Vergrößerung der Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit der ersten Hauptelektrode verbundenen leitfähigen Platten in Erwägung gezogen werden. Hinsichtlich dieses Punktes kann die Temperaturerhöhung in jeder ersten Hauptelektrode wirksam unterdrückt werden, falls die Fläche der oberen leitfähigen Platte größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Technologie kann eine Dicke von entweder der oberen leitfähigen Platte oder der unteren leitfähigen Platte, die die kleinere Fläche aufweist, größer als eine Dicke einer anderen der obere leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte sein, die die größere Fläche aufweist. Aufgrund einer solchen Konfiguration wird ein Unterschied in einer thermischen Kapazität zwischen der oberen leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte kleiner, und eine Temperaturdifferenz kann reduziert werden, die zwischen dem ersten Halbleiterbaustein und dem zweiten Halbleiterbaustein auftreten kann.
  • Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Technologie kann die Halbleitervorrichtung ferner ein Verkapselungsmittel umfassen, das den ersten Halbleiterbaustein und den zweiten Halbleiterbaustein verkapselt und die obere leitfähige Platte, die mittlere leitfähige Platte und die untere leitfähige Platte zusammen einstückig hält.
  • Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Technologie kann eine Halbleitervorrichtung umfassen: eine obere leitfähige Platte, eine mittlere leitfähige Platte und eine untere leitfähige Platte, die aufeinander gestapelt sind; einen ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte als auch mit der mittleren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist; und einen zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte als auch mit der unteren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist, wobei bei einer Projektion der oberen leitfähigen Platte, der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte auf eine Ebene, die zu der oberen leitfähigen Platte, der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte parallel ist, in der Ebene zumindest ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet und ein drittes Gebiet definiert sind, wobei das erste Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem drei Platten projiziert sind, die die obere leitfähige Platte, die mittlere leitfähige Platte und die untere leitfähige Platte sind, das zweite Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem lediglich zwei Platten projiziert sind, die die mittlere leitfähige Platte und entweder die obere leitfähige Platte oder die untere leitfähige Platte sind, und das dritte Gebiet ein Gebiet sein kann, in dem lediglich eine andere der oberen leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte projiziert ist.
  • Nachstehend sind repräsentative, nicht begrenzende Beispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Diese ausführliche Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Einzelheiten zur Ausführung von Ausgestaltungen der vorliegenden Lehre zu geben, und ist nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen. Darüber hinaus kann jedes der nachstehend offenbarten zusätzlichen Merkmale und Lehren getrennt oder im Zusammenhang mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Halbleitervorrichtungen genauso wie Verfahren zur Verwendung und Herstellung derselben bereitzustellen.
  • Darüber hinaus müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung offenbart sind, nicht notwendigerweise umgesetzt werden, um die vorliegende Erfindung in ihrem weitesten Sinne auszuführen, und sind anstelle dessen lediglich dazu vorgesehen, um repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen zu beschreiben. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen und nachstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele genauso wie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Patentansprüche auf Weisen kombiniert werden, die nicht im Einzelnen und explizit aufgezählt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.
  • Alle in der Beschreibung und/oder den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale sind dazu beabsichtigt, getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck einer originalen schriftlichen Offenbarung genauso wie zum Zweck einer Begrenzung des beanspruchten Gegenstandes unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale bei den Ausführungsbeispielen und/oder den Patentansprüchen offenbart zu sein. Darüber hinaus sind alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten dazu beabsichtigt, alle möglichen Zwischenwerte oder Zwischeneinheiten zum Zweck einer ursprünglichen schriftlichen Offenbarung genauso wie zum Zweck der Einschränkung des beanspruchten Gegenstands zu offenbaren.
  • Ausführungsbeispiele
  • Eine Halbleitervorrichtung 10 eines Ausführungsbeispiels ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird beispielsweise in einer Leistungssteuerung eines Elektrofahrzeugs verwendet, und kann einen Teil einer Leistungsumwandlungsschaltung wie etwa einen Umwandler oder einen Inverter ausbilden. Das vorliegend beschriebene Elektrofahrzeug bezieht sich im weitesten Sinne auf Fahrzeuge mit einem Motor, der zum Antrieb eines Rades eingerichtet ist, und kann beispielsweise ein durch eine externe Leistung aufgeladenes Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug mit einer Maschine zusätzlich zu einem Motor, sowie ein Brennstoffzellenfahrzeug unter Verwendung einer Brennstoffzelle als seiner Leistungsquelle umfassen.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst eine Vielzahl von Halbleiterbausteinen 12, 14, eine Vielzahl von leitfähigen Platten 16, 18, 20 und ein Verkapselungsmittel 30. Das Verkapselungsmittel (bzw. das Vergussmaterial) 30 verkapselt die Vielzahl von Halbleiterbausteinen 12, 14, und hält die Vielzahl der leitfähigen Platten 16, 18, 20 einstückig. Das Verkapselungsmittel 30 ist aus einem Isolationsmaterial ausgebildet. Obwohl es nicht besonders begrenzt ist, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Verkapselungsmittel 30 aus einem Harzmaterial für eine Verkapselung wie etwa einem Epoxidharz ausgebildet.
  • Das Verkapselungsmittel 30 weist eine im Wesentlichen plattenförmige Form auf, und umfasst eine obere Oberfläche 30a, eine untere Oberfläche 30b, eine erste Endoberfläche 30c, eine zweite Endoberfläche 30d, eine erste Seitenfläche 30e und eine zweite Seitenfläche 30f. Die obere Oberfläche 30a und die untere Oberfläche 30b sind gegenüber voneinander gelegen, und sowohl die erste Endoberfläche 30c, die zweite Endoberfläche 30d, die erste Seitenfläche 30e als auch die zweite Seitenfläche 30f erstrecken sich zwischen der oberen Oberfläche 30a und der unteren Oberfläche 30b. Ferner sind die erste Endoberfläche 30c und die zweite Endoberfläche 30d gegenüber voneinander gelegen, und die erste Seitenfläche 30e und die zweite Seitenfläche 30f sind gegenüber voneinander gelegen.
  • Die Vielzahl von Halbleiterbausteinen 12, 14 umfasst einen ersten Halbleiterbaustein 12 und einen zweiten Halbleiterbaustein 14. Der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 sind Leistungshalbleiterbausteine und weisen eine selbe Struktur wie der jeweils andere auf. Der Halbleiterbaustein 12 ist mit einem Halbleitersubstrat 12a, einer ersten Hauptelektrode 12b, einer zweiten Hauptelektrode 12c und einer Vielzahl von Signalelektroden 12d bereitgestellt. In gleicher Weise ist der Halbleiterbaustein 14 mit einem ersten Halbleitersubstrat 14a, einer ersten Hauptelektrode 14b, einer zweiten Hauptelektrode 14c und einer Vielzahl von Signalelektroden 14d bereitgestellt. Obwohl nicht hierauf begrenzt, kann jedes der Halbleitersubstrate 12a, 14a ein Siliciumsubstrat, ein Siliciumcarbidsubstrat oder ein Nitridhalbleitersubstrat sein.
  • Jede der ersten Hauptelektroden 12b, 14b ist an einer vorderen Oberfläche des entsprechenden Halbleitersubstrates 12a, 14a gelegen, und jede der zweiten Hauptelektroden 12c, 14c ist an einer Rückseite des entsprechenden Halbleitersubstrates 12a, 14a gelegen. Die erste Hauptelektrode 12b und die zweite Hauptelektrode 12c sind durch das Halbleitersubstrat 12a elektrisch miteinander verbunden. In gleicher Weise sind die erste Hauptelektrode 14b und die zweite Hauptelektrode 14c durch das Halbleitersubstrat 14a elektrisch miteinander verbunden. Obwohl nicht hierauf begrenzt, ist jeder der Halbleiterbausteine 12, 14 ein Umschaltbauelement, und ist dazu eingerichtet, die entsprechende erste Hauptelektrode 12b, 14b mit der entsprechenden zweiten Hauptelektrode 12c, 14c selektiv elektrisch zu verbinden und voneinander zu trennen. Jede der Vielzahl von Signalelektroden 12d, 14d ist, ähnlich zu jeder der ersten Hauptelektroden 12b, 14b, an einer vorderen Oberfläche des entsprechenden Halbleitersubstrates 12a, 14a, gelegen. Jede der Signalelektroden 12d, 14d ist ausreichend kleiner als die entsprechende erste Hauptelektrode 12b, 14b und die entsprechende zweite Hauptelektrode 12c, 14c. Da sowohl die erste Hauptelektrode 12b als auch die Vielzahl von Signalelektroden 12d an der Vorderseite der Halbleitersubstrate 12a gelegen sind, ist jedoch eine Fläche der ersten Hauptelektrode 12b kleiner als eine Fläche der zweiten Hauptelektrode 12c. Da sowohl die erste Hauptelektrode 14b und die Vielzahl von Signalelektroden 14d an der Vorderseite des Halbleitersubstrates 14a gelegen sind, ist in gleicher Weise eine Fläche der ersten Hauptelektrode 14b kleiner als eine Fläche der zweiten Hauptelektrode 14c. Jede der ersten Hauptelektroden 12b, 14b, der zweiten Hauptelektroden 12c, 14c und der Signalelektroden 12d, 14d kann aus einer oder mehreren Arten von Metall wie etwa Aluminium, Nickel und Gold ausgebildet sein.
  • Obwohl dies lediglich ein Beispiel ist, ist gemäß 4 jeder der Halbleiterbausteine 12, 14 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein rückwärts leitender Bipolartransistor mit isoliertem Gate (RC-IGBT), bei dem ein IGBT und eine Diode einstückig eingerichtet sind. Jede der ersten Hauptelektroden 12b, 14b ist mit einem Emitter des entsprechenden IGBT und einer Anode der entsprechenden Diode verbunden, und jede der zweiten Hauptelektroden 12c, 14c ist mit einem Kollektor des entsprechenden IGBT und einer Kathode der entsprechenden Diode verbunden. Ferner ist eine Elektrode jeder Vielzahl von Signalelektroden 12d, 14d mit einem Gate des entsprechenden IBGT verbunden. Als ein weiteres Ausführungsbeispiel kann der erste Halbleiterbaustein 12 und/oder der zweite Halbleiterbaustein 14 ein MOSFET (sogenannter „Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor“) sein. In diesem Fall sind eine oder beide der ersten Hauptelektroden 12b, 14b mit einer Quelle (bzw. Source) /mit Quellen des/der entsprechenden MOSFETs verbunden, und eine oder beide der zweiten Hauptelektrode 12c, 14c sind mit einer Senke (bzw. Drain) /mit Senken des/der entsprechenden MOSFETs verbunden. Ferner ist eine Elektrode einer Vielzahl oder beider Vielzahlen von Signalelektroden 12d, 14d mit einem Gate des entsprechenden MOSFETs verbunden.
  • Die Vielzahl von leitfähigen Platten 16, 18, 20 umfasst eine obere leitfähige Platte 16, eine mittlere leitfähige Platte 20 und eine untere leitfähige Platte 18. Jede der leitfähigen Platten 16, 18, 20 ist ein plattenförmiges Bauelement mit einer Leitfähigkeit zumindest in einem Teil davon. Drei leitfähige Platten 16, 18, 20 sind aufeinander gestapelt, und die Vielzahl der Halbleiterbausteine 12, 14 sind dazwischen eingefügt. Das heißt, der erste Halbleiterbaustein ist zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 gelegen und ist sowohl mit der oberen leitfähigen Platte 16 als auch mit der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Der zweite Halbleiterbaustein 14 ist zwischen der mittleren leitfähigen Platte 20 und der unteren leitfähigen Platte 18 gelegen und ist sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte 20 als auch mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden. Zwei oder mehr erste Halbleiterbausteine 12 können zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 angeordnet sein. In diesem Fall können die zwei oder mehr erste Halbleiterbausteine 12 Halbleiterbausteine einer selben Art (das heißt mit einer selben Struktur) sein oder können Halbleiterbausteine von voneinander verschiedenen Arten sein (das heißt verschiedene Strukturen aufweisen). In gleicher Weise können zwei oder mehr zweite Halbleiterbausteine 14 einer selben Art oder von verschiedenen Arten zwischen der mittleren leitfähigen Platte 20 und der unteren leitfähigen Platte 18 angeordnet sein.
  • Die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18 sind jeweils plattenförmige Bauelemente mit einer Leitfähigkeit, und zumindest ein Teil dieser ist aus einem Leiter ausgebildet. Obwohl dies lediglich ein Beispiel ist, ist jede der leitfähigen Platten 16, 18, 20 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine metallische Platte, und ist aus Kupfer ausgebildet. Die obere leitfähige Platte 16 ist mit der ersten Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12 mittels eines ersten leitfähigen Abstandhalters 13 elektrisch verbunden. Die mittlere leitfähige Platte 20 ist mit der zweiten Hauptelektrode 12c des ersten Halbleiterbausteins 12 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, können jeweils die obere leitfähige Platte 16 und der erste leitfähige Abstandshalter 13, der erste leitfähige Abstandshalter 13 und die erste Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12, sowie die zweite Hauptelektrode 12c des ersten Halbleiterbausteins 12 und die mittlere leitfähige Platte 20 miteinander durch Anschlussschichten 50, 52, 54 (wie etwa Lötschichten) angeschlossen sein, die eine Leitfähigkeit aufweisen.
  • Die mittlere leitfähige Platte ist ferner ebenso mit der ersten Hauptelektrode 14b des zweiten Halbleiterbausteins 14 mittels eines zweiten leitfähigen Abstandshalters 15 elektrisch verbunden. Ferner ist die untere leitfähige Platte 18 mit der zweiten Hauptelektrode 14c des zweiten Halbleiterbausteins 14 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, können die mittlere leitfähige Platte 20 und der zweite leitfähige Abstandhalter 15, der zweite leitfähige Abstandhalter 15 und die erste Hauptelektrode 14b des zweiten Halbleiterbausteins 14, sowie die zweite Hauptelektrode 14c des zweiten Halbleiterbausteins 14 und die untere leitfähige Platte 18 jeweils miteinander durch Anschlussschichten 60, 62, 64 (wie etwa Lötschichten) angeschlossen sein, die eine Leitfähigkeit aufweisen.
  • Die obere leitfähige Platte 16 ist an der oberen Oberfläche 30a des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt. Aufgrund dessen bildet die obere leitfähige Platte 16 nicht nur einen Teil eines elektrischen Schaltkreises der Halbleitervorrichtung 10, sondern wirkt auch als eine Wärmeabgabeplatte zum Abgeben von Wärme von den Halbleiterbausteinen 12, 14 nach außen hin. In gleicher Weise ist die untere leitfähige Platte 18 an der unteren Oberfläche 30b des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt. Als solches bildet die untere leitfähige Platte 18 nicht nur einen Teil des elektrischen Schaltkreises der Halbleitervorrichtung 10, sondern wirkt auch als eine Wärmeabgabeplatte zum Abgeben von Wärme von den Halbleiterbausteinen 12, 14 nach außen hin.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst eine Vielzahl von Leistungsanschlüssen 32, 34, 36 und Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, sind diese Anschlüsse 32, 34, 36, 40, 42 aus einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet. Die Vielzahl der Leistungsanschlüsse 32, 34, 36 steht von der zweiten Endoberfläche 30d des Verkapselungsmittels 30 hervor. Die Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42 stehen von der ersten Endoberfläche 30c des Verkapselungsmittels 30 hervor. Jedoch sind bestimmte Strukturen wie etwa Positionen und Formen dieser Anschlüsse 32, 34, 36, 40, 42 nicht besonders begrenzt.
  • Die Vielzahl von Leistungsanschlüssen 32, 34, 36 umfasst einen ersten Leistungsanschluss 32, einen zweiten Leistungsanschluss 34 und einen dritten Leistungsanschluss 36. Der erste Leistungsanschluss 32 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der oberen leitfähigen Platte 16 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist die erste Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12 mit dem ersten Leistungsanschluss 32 über die obere leitfähige Platte 16 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der erste Leistungsanschluss 32 mit der oberen leitfähigen Platte 16 einstückig eingerichtet sein.
  • Der zweite Leistungsanschluss 34 ist mit der mittleren leitfähigen Platte 20 innerhalb des Verkapselungsmittels elektrisch verbunden. Aufgrund dessen sind die erste Hauptelektrode 12c des ersten Halbleiterbausteins 12 und die erste Hauptelektrode 14b des zweiten Halbleiterbausteins 14 mit dem zweiten Leistungsanschluss 34 über die mittlere leitfähige Platte 20 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der zweite Leistungsanschluss 34 mit der mittleren leitfähigen Platte 20 einstückig eingerichtet sein. Der dritte Leistungsanschluss 36 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist die zweite Hauptelektrode 14c des zweiten Halbleiterbausteins 14 mit dem dritten Leistungsanschluss 36 über die untere leitfähige Platte 18 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der dritte Leistungsanschluss 36 mit der unteren leitfähigen Platte 18 einstückig eingerichtet sein.
  • Die Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42 umfassen eine Vielzahl von ersten Signalanschlüssen 40 und eine Vielzahl von zweiten Signalanschlüssen 42. Die Vielzahl von ersten Signalanschlüssen 40 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 jeweils an die Vielzahl von Signalelektroden 12d des ersten Halbleiterbausteins 12 elektrisch angeschlossen. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, sind die ersten Signalanschlüsse 40 und die Signalelektroden 12d in Paaren aneinander über Anschlussschichten 56 (wie etwa eine Lötschicht) angeschlossen. In gleicher Weise ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 jeweils die Vielzahl von zweiten Signalanschlüssen 42 mit der Vielzahl von Signalelektroden 14d des zweiten Halbleiterbausteins 14 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, sind die zweiten Signalanschlüsse 42 und die Signalelektroden 14d in Paaren aneinander über Anschlussschichten 66 (wie etwa eine Lötschicht) angeschlossen.
  • Falls die Halbleitervorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels herzustellen ist, müssen die drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 über die Halbleiterbausteine 12, 14 angeschlossen werden. Um die Halbleitervorrichtung 10 mit einer hohen Präzision herzustellen, müssen dabei die drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 korrekt positioniert werden. Da danach diese jedoch entfernt werden müssen, ist es schwierig, die aufeinander gestapelten drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 durch eine einzelne Einspannvorrichtung zu halten. Als solches kann in Erwägung gezogen werden, eine Einspannvorrichtung zu verwenden, die dazu eingerichtet ist, sich in zwei oder mehr aufzuteilen, jedoch kann eine Verwendung von solchen vielfachen Einspannvorrichtungsteilen eine Verschlechterung einer maßlichen Präzision im Vergleich zu einer Verwendung einer einzelnen Einspannvorrichtung mit sich bringen.
  • Hinsichtlich dieses Problems weist die Halbleitervorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16, die kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 auf, die größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist. Das heißt, die Flächen der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 sind dazu eingerichtet, entlang ihrer Stapelrichtung allmählich größer (oder kleiner) zu werden. Falls als solches die drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 gemäß 5 auf eine dazu parallele Ebene projiziert werden, sind in dieser Ebene ein erstes Gebiet R1, ein zweites Gebiet R2 und ein drittes Gebiet R3 definiert. Das erste Gebiet R1 ist ein Gebiet, in dem die drei Platten, und zwar die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18, projiziert sind. Das zweite Gebiet R2 ist ein Gebiet, in dem lediglich zwei Platten, und zwar die untere leitfähige Platte 18 und die mittlere leitfähige Platte 20, projiziert sind. Ferner ist das dritte Gebiet R3 ein Gebiet, in dem lediglich die untere leitfähige Platte 18 projiziert ist.
  • Gemäß der vorgenannten Struktur können die drei aufeinander gestapelten leitfähigen Platten 16, 20, 18 in einer selben Richtung durch eine einzelne Einspannvorrichtung 90 gemäß 6 gehalten werden. Die Halbleitervorrichtung 10 kann mit einer hohen Präzision unter Verwendung der einzelnen Einspannvorrichtung 90 hergestellt werden. Falls die Halbleitervorrichtung 10 herzustellen ist, wird zusätzlich dazu gemäß 7 eine Ausbildung des Verkapselungsmittels 30 unter Verwendung einer Form 92 durchgeführt (Einspritzgießen). Falls die Flächen der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 eingerichtet sind, entlang ihrer Stapelrichtung allmählich größer (oder kleiner) zu werden, kann dabei ein Material des Verkapselungsmittels 30 (wie etwa ein Harz) problemlos innerhalb der Form 92 fließen, und eine Erzeugung von Defekten wie etwa Leerstellen kann unterdrückt werden.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist jeder der Halbleiterbausteine 12, 14 mit der entsprechenden ersten Hauptelektrode 12b, 14b und der entsprechenden zweiten Hauptelektrode 12c, 14c bereitgestellt, und die Fläche der zweiten Hauptelektrode 12c, 14c ist größer als die Fläche der ersten Hauptelektrode 12b, 14b. Falls die Fläche der zweiten Hauptelektrode 12c, 14c größer als die Fläche der ersten Hauptelektrode 12b, 14b bei jedem der Halbleiterbausteine 12, 14 ist, wird eine Wärme mit einer größeren Menge durch die zweite Hauptelektrode 12c, 14c als durch die erste Hauptelektrode 12b, 14b abgegeben. Als solches kann eine Verbesserung einer Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit den zweiten Hauptelektroden 12c, 14c verbundenen leitfähigen Platten 20, 18 durch eine Vergrößerung der Flächen der mit den zweiten Hauptelektroden 12c, 14c verbundenen leitfähigen Platten 20, 18 derart in Erwägung gezogen werden, dass sie größer als die Flächen der mit den ersten Hauptelektroden 12b, 14b verbundenen leitfähigen Platten 16, 20 sind. Auf der Grundlage eines solchen Konzeptes weist die Halbleitervorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16, die kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 auf, die größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist.
  • 8 zeigt eine Halbleitervorrichtung 10A einer Abwandlung. Gemäß 8 weist diese Halbleitervorrichtung 10A eine Fläche einer unteren leitfähigen Platte 18, die kleiner als eine Fläche einer mittleren leitfähigen Platte 20 ist, und eine Fläche einer oberen leitfähigen Platte 16 auf, die größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist. Auch bei dieser Abwandlung sind die Flächen der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 dazu eingerichtet, entlang ihrer Stapelrichtung allmählich größer (oder kleiner) zu werden. Als solches können auch bei einer Herstellung dieser Halbleitervorrichtung 10A die aufeinander gestapelten drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 leicht durch eine einzelne Einspannvorrichtung 90 von einer selben Richtung gehalten werden, und die Halbleitervorrichtung 10A kann mit hoher Präzision hergestellt werden.
  • Bei jedem der Halbleiterbausteine 12, 14 ist eine Fläche einer zweiten Hauptelektrode 12c, 14c größer als eine Fläche einer ersten Hauptelektrode 12b, 14b, sodass eine Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der ersten Hauptelektrode 12b, 14b einer Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der zweiten Hauptelektrode 12c, 14c unterlegen ist. Als solches kann eine Temperatur in jeder der ersten Hauptelektroden 12b, 14b größer als eine Temperatur in jeder der zweiten Hauptelektroden 12c, 14c werden, falls die jeweiligen Halbleiterbausteine 12, 14 durch elektrische Leitung Wärme erzeugen. Um solche Temperaturunterschiede zu unterdrücken, kann eine Erhöhung der Flächen der mit den ersten Hauptelektroden 12b, 14b verbundenen leitfähigen Platten 16, 20 derart in Erwägung gezogen werden, dass sie größer als die Flächen der mit den zweiten Hauptelektroden 12c, 14c verbundenen leitfähigen Platten 20, 18 sind, um die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit den ersten Hauptelektroden 12b, 14b verbunden leitfähigen Platten 16, 20 zu erhöhen. Auf der Grundlage eines solchen Konzeptes ist bei der Halbleitervorrichtung 10A der vorliegenden Abwandlung die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 ist kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20.
  • In der Halbleitervorrichtung 10A der Abwandlung gemäß 8 können sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 ferner eine (nicht gezeigte) Schutzschicht umfassen, die in einer rahmenartigen Form entlang einer Kante ihrer ersten Hauptelektrode 12b, 14b bereitgestellt ist. Entsprechend einer solchen Konfiguration ist es bekannt, dass ein durch eine thermische Deformation verursachter Verzug lokal in einer Nähe jeder Schutzschicht aufgrund von an einem solchen Ort versammelten verschiedenen Arten von Materialien mit verschiedenen linearen Ausdehnungskoeffizienten zunimmt. Um eine Erhöhung eines solchen Verzugs zu unterdrücken ist es wirksam, einen Temperaturanstieg in jeder der ersten Hauptelektroden 12b, 14b zu unterdrücken, und um dies zu verwirklichen, kann eine Erhöhung der Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der mit den ersten Hauptelektroden 12b, 14b verbundenen leitfähigen Platten 16, 20 in Erwägung gezogen werden. Hinsichtlich dieses Punktes kann die Temperaturerhöhung in jeder der ersten Hauptelektroden 12b, 14b wirksam unterdrückt werden, falls die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 ist.
  • Die 9 und 10A bis 10C zeigen eine Halbleitervorrichtung 10B einer weiteren Abwandlung. Gemäß 9 sind die Flächen der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 bei dieser Halbleitervorrichtung 10B im Wesentlichen gleich zueinander. Jedoch weisen gemäß den 10A bis 10C die drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 Formen auf, die voneinander unterschiedlich sind. Das heißt, die obere leitfähige Platte 16 weist eine im Wesentlichen quadratische Form auf, wobei jedoch sind deren vier Ecken abgeschrägt. Die mittlere leitfähige Platte 20 weist ebenso eine im Wesentlichen quadratische Form auf, wobei sie jedoch lediglich zwei abgeschrägte Ecken aufweist, die diagonal zueinander gelegen sind. Ferner weist die untere leitfähige Platte 18 eine im Wesentlichen quadratische Form auf, wobei jedoch deren Ecken nicht abgeschrägt sind.
  • Auch bei der vorgenannten Struktur sind bei einer Projektion der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 auf einer dazu parallelen Ebene gemäß 11 ein erstes Gebiet R1, ein zweites Gebiet R2 und ein drittes Gebiet R3 in der Ebene definiert. Das erste Gebiet R1 ist ein Gebiet, in dem die drei Platten, und zwar die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18, projiziert sind. Das zweite Gebiet R2 ist ein Gebiet, in dem lediglich zwei Platten, und zwar die untere leitfähige Platte 18 und die mittlere leitfähige Platte 20, projiziert sind. Ferner ist das dritte Gebiet R3 ein Gebiet, in dem lediglich die untere leitfähige Platte 18 projiziert ist. Als solches können gemäß der Struktur auch von dieser Abwandlung die aufeinander gestapelten drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 in einer selben Richtung durch eine einzelne Einspannvorrichtung 90 gemäß 12 gehalten werden. Durch Verwendung der einzelnen Einspannvorrichtung 90 kann die Halbleitervorrichtung 10B mit einer hohen Genauigkeit hergestellt werden.
  • Um die untere leitfähige Platte 18 durch die einzelne Einspannvorrichtung 90 fest zu halten, ist es bevorzugt, dass ein Dreieck abgebildet werden kann, das eine Schwerpunktposition der unteren leitfähigen Platte 18 umgibt, wobei drei Punkte als Spitzen innerhalb des dritten Gebieten R3 gelegen sind. Um die mittlere leitfähige Platte 20 durch die einzelne Einspannvorrichtung 90 zu halten, ist es in gleicher Weise bevorzugt, dass ein Dreieck abgebildet werden kann, das eine Schwerpunktposition der mittleren leitfähigen Platte umgibt, wobei drei Punkte als Spitzen innerhalb des zweiten Gebietes R2 gelegen sind. Jedoch kann die Einspannvorrichtung 90 beispielsweise einen Ansaugmechanismus oder einen Klemmmechanismus umfassen, wobei in diesen Fällen die vorgenannte Begrenzung nicht notwendigerweise erforderlich ist.
  • 13 zeigt eine Halbleitervorrichtung 10C einer weiteren Abwandlung. Gemäß 13 ist bei dieser Halbleitervorrichtung 10C eine Dicke einer oberen leitfähigen Platte 16 mit einer kleineren Fläche größer als eine Dicke einer unteren leitfähigen Platte 18 mit einer größeren Fläche. Falls die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 in einer Beziehung derart stehen, dass die Dicke der leitfähigen Platte mit der kleineren Fläche größer als die Dicke der leitfähigen Platte mit der größeren Fläche ist, wird ein Unterschied in einer thermischen Kapazität zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der unteren leitfähigen Platte 18 kleiner. Aufgrund dessen wird ein Unterschied in einer Wärmeabgabeleistungsfähigkeit zwischen den zwei leitfähigen Platten 16, 18 dementsprechend kleiner, und beispielsweise kann ein Temperaturunterschied verringert werden, der zwischen dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 auftreten kann.
  • (Bezugsbeispiel 1 einer verwandten Technologie)
  • Ein Bezugsbeispiel einer verwandten Technologie ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 14 bis 21 beschrieben. Gemeinsame oder denjenigen der Halbleitervorrichtung 10 des vorgenannten Ausführungsbeispiels entsprechende konstituierende Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und überlappende Beschreibungen derselben sind in geeigneter Weise weggelassen. Gemäß den 14 bis 17 ist eine Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1 auch mit einer oberen leitfähigen Platte 16, einer mittleren leitfähigen Platte 20 und einer unteren leitfähigen Platte 18, die aufeinander gestapelt sind, einem ersten Halbleiterbaustein 12, der zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 gelegen ist und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte 16 als auch mit der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden ist, einem zweiten Halbleiterbaustein 14, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte 20 und der unteren leitfähigen Platte 18 gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte 20 als auch mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden ist, sowie einem Verkapselungsmittel 30 bereitgestellt, das den ersten Halbleiterbaustein 12 und den zweiten Halbleiterbaustein 14 verkapselt und die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18 einstückig hält.
  • Ähnlich zu der Halbleitervorrichtung 10 des vorgenannten Ausführungsbeispiels wird die Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1 ebenso in einer Leistungsumwandlungsschaltung wie etwa einem Umwandler oder einem Inverter verwendet, und kann einen Teil eines Umschaltschaltkreises ausbilden, der dazu eingerichtet ist, einen Strom elektrisch fließen zu lassen oder abzuschalten. Falls der Strom in dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 fließt, erzeugen sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme. Falls der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme erzeugen, erhöhen sich ebenso die Temperaturen der drei dazu benachbarten leitfähigen Platten 16, 18, 20, und in jeder der leitfähigen Platten 16, 18, 20 tritt eine thermische Ausdehnung auf. Besonders die mittlere leitfähige Platte 20, die zwischen dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 gelegen ist, neigt dazu, wärmer als die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 zu werden. In diesem Fall tritt in der mittleren Platte 20 im Vergleich zu der oberen leitfähigen Platte 16 und der unteren leitfähigen Platte 18 eine relativ große thermische Ausdehnung auf, wodurch infolgedessen ein innerhalb der Halbleitervorrichtung 100 erzeugter Verzug lokal verschärft wird.
  • Aufgrund dessen ist bei der Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1 eine Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 dazu eingerichtet, kleiner als eine Dicke T16 der oberen leitfähigen Platte 16 und eine Dicke T18 der unteren leitfähigen Platte 18 zu sein (siehe 15). Dadurch, dass die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 relativ klein ist, ist eine Kraft der thermischen Ausdehnung relativ gering, die innerhalb der mittleren leitfähigen Platte 20 auftreten kann. Wie vorstehend beschrieben, bedeutet die Kraft der thermischen Ausdehnung in der mittleren leitfähigen Platte 20 eine Kraft, die von der mittleren leitfähigen Platte 20 auf andere Bauelemente (wie etwa dazu benachbarte Anschlussschichten 54, 60) wirkt, falls sich die mittlere leitfähige Platte 20 thermisch ausdehnt. Da die Kraft der in der mittleren leitfähigen Platte 20 erzeugten thermischen Ausdehnung relativ klein ist, kann die thermische Ausdehnung in der mittleren leitfähigen Platte 20 durch die dazu benachbarten anderen Bauelemente (wie etwa das Verkapselungsmittel 30) wirksam unterdrückt werden. Aufgrund dessen kann der innerhalb der Halbleitervorrichtung 100 erzeugte lokale Verzug (besonders in den Anschlussschichten 54, 60) verringert werden.
  • Zusätzlich dazu ist ein Abstand von dem ersten Halbleiterbaustein 12 zu der unteren leitfähigen Platte 18 kürzer, falls die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 kleiner ist. Aufgrund dessen ist ein thermischer Widerstand von dem ersten Halbleiterbaustein 12 zu der unteren leitfähigen Platte 18 kleiner, und die Wärme von dem ersten Halbleiterbaustein 12 wird auch von der unteren Platte 18 wirksam abgegeben. In gleicher Weise ist ein Abstand von dem zweiten Halbleiterbaustein 14 zu der oberen leitfähigen Platte 16 kleiner, falls die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 geringer ist. Aufgrund dessen ist ein thermischer Widerstand von dem zweiten Halbleiterbaustein 14 zu der oberen leitfähigen Platte 16 kleiner, und die Wärme von dem zweiten Halbleiterbaustein 14 wird auch von der oberen leitfähigen Platte 16 wirksam abgegeben. Als solches ist ein Temperaturanstieg in sowohl dem ersten Halbleiterbaustein 12 als auch dem zweiten Halbleiterbaustein 14 unterdrückt, falls die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 geringer ist.
  • Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, ist in der Halbleitervorrichtung 100 des Bezugsbeispiels 1 die Dicke T16 der oberen leitfähigen Platte 16 größer als die Dicke T18 der unteren leitfähigen Platte 18. Hinsichtlich dieses Punktes ist in jedem der Halbleiterbausteine 12, 14 eine Fläche einer zweiten Hauptelektrode 12c, 14c größer als eine Fläche einer ersten Hauptelektrode 12b, 14b. Als solches wird in jedem der Halbleiterbausteine 12, 14 die Wärme in einer größeren Menge durch die zweite Hauptelektrode 12c, 14c als durch die erste Hauptelektrode 12b, 14b abgegeben. Mit anderen Worten, eine Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der ersten Hauptelektrode 12b, 14b ist einer Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der zweiten Hauptelektrode 12c, 14c unterlegen. Um solche ungleichmäßigen Wärmeabgabeleistungsfähigkeiten zu verbessern, ist es wirksam, die Dicke T16 der mit der ersten Hauptelektrode 12b verbundenen oberen leitfähigen Platte 16 größer als die Dicke T18 der mit der zweiten Hauptelektrode 12c verbundenen unteren leitfähigen Platte 18 zu gestalten. Durch eine solche Konfiguration ist die Wärmeabgabe von der ersten Hauptelektrode 12b durch eine relativ große thermische Kapazität der oberen leitfähigen Platte 16 verbessert, und die Wärmeabgabeleistungsfähigkeit der ersten Hauptelektrode 12b wird dadurch verbessert.
  • 18 zeigt ein Ergebnis einer Computersimulation, die durch die Erfinder ausgeführt wurde, um die vorstehende Feststellung zu bestätigen. In dieser Computersimulation wurden ein thermischer Widerstand (°C/W) und ein maximaler Verzug der Halbleitervorrichtung 100 für jede Probe berechnet, bei der die jeweiligen Dicken T16, T20, T18 der drei leitfähigen Platten 16, 20, 18 innerhalb eines Bereiches von 0,5 mm bis 2,0 mm verändert wurden (das heißt, für jede von Kombinationen von T16, T20, T18). Infolgedessen wurde gemäß 18 bestätigt, dass der maximale in der Halbleitervorrichtung 100 erzeugte Verzug am geringsten wurde, falls die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 0,5 mm war, die Dicke T16 der oberen leitfähigen Platte 16 2,0 mm war, und die Dicke T18 der unteren leitfähigen Platte 18 1,5 mm war. Ferner wurde ebenso bestätigt, dass der in der Halbleitervorrichtung 100 erzeugte maximale Verzug geeignet verringert wurde, falls die Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 in einem Bereich von 0,5 ± 0,1 mm, die Dicke T16 der oberen leitfähigen Platte 16 2,0 mm, und die Dicke T18 der unteren leitfähigen Platte 18 in einem Bereich von 1,5 ± 0,1 mm war.
  • 19 zeigt eine Halbleitervorrichtung 100A einer Abwandlung. Gemäß 19 können eine Dicke T16 einer oberen leitfähigen Platte 16 und eine Dicke T18 einer unteren leitfähigen Platte 18 gleich zueinander sein. Auch bei dieser Abwandlung ist eine thermische Ausdehnung einer mittleren leitfähigen Platte 20 aufgrund einer Dicke T20 der mittleren leitfähigen Platte 20 unterdrückt, die kleiner als die Dicke T16 der oberen leitfähigen Platte 16 und die Dicke T18 der unteren leitfähigen Platte 18 ist, und ein lokaler Verzug ist in der Halbleitervorrichtung 100 verringert.
  • 20 zeigt eine Halbleitervorrichtung 100B einer Abwandlung. Gemäß 20 kann eine Fläche einer mittleren leitfähigen Platte 20 kleiner als eine Fläche einer oberen leitfähigen Platte 16 und eine Fläche einer unteren leitfähigen Platte 18 sein. Eine Wärme wird von einem ersten Halbleiterbaustein 12 und einem zweiten Halbleiterbaustein 14 durch die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 nach außen hin abgegeben. Im Gegensatz dazu ist die zwischen dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 gelegene mittlere leitfähige Platte 20 innerhalb eines Verkapselungsmittels 30 gelegen, und die Wärme von dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 neigt dazu, sich an einem solchen Ort zu anzusammeln. Aufgrund dessen kann ein Temperaturanstieg in dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 wirksam verringert werden, indem die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 groß gestaltet werden, und die Fläche der mittleren leitfähigen Platte klein gestaltet wird.
  • 21 zeigt eine Halbleitervorrichtung 100C einer Abwandlung. Gemäß 21 kann eine Fläche einer mittleren leitfähigen Platte 20 größer als eine Fläche einer oberen leitfähigen Platte 16 und/oder eine Fläche einer unteren leitfähigen Platte 18 sein. Gemäß einer solchen Konfiguration steht die mittlere leitfähige Platte 20, die zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der unteren leitfähigen Platte 18 gelegen ist, teilweise von zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der unteren leitfähigen Platte 18 hervor. Falls beispielsweise die Halbleitervorrichtung 100C herzustellen ist, kann als solches die mittlere leitfähige Platte 20 leicht zusammen mit der oberen leitfähigen Platte 16 und/oder der unteren leitfähigen Platte 18 durch eine gemeinsame Einspannvorrichtung gehalten werden. Die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 können gleich zueinander sein oder können voneinander verschieden sein.
  • (Bezugsbeispiel 2 einer verwandten Technologie)
  • Ein Bezugsbeispiel 2 der verwandten Technologie ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 22 bis 30 beschrieben. Gemeinsame oder denjenigen der Halbleitervorrichtung 10 des vorgenannten Ausführungsbeispiels entsprechende konstituierende Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und überlappende Beschreibungen derselben sind in geeigneter Weise weggelassen. Gemäß den 22 bis 25 ist eine Halbleitervorrichtung 200 des Bezugsbeispiels 2 ebenso mit einer oberen leitfähigen Platte 16, einer mittleren leitfähigen Platte 20 und einer unteren leitfähigen Platte 18, die aufeinander gestapelt sind, einem ersten Halbleiterbaustein 12, der zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 gelegen ist und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte 16 als auch mit der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden ist, einem zweiten Halbleiterbaustein 14, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte 20 und der unteren leitfähigen Platte 18 gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte 20 als auch mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden ist, und einem Verkapselungsmittel 30 bereitgestellt, das den ersten Halbleiterbaustein 12 und den zweiten Halbleiterbaustein 14 verkapselt und die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18 einstückig hält.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 200 des Bezugsbeispiels 2 ist die mittlere leitfähige Platte 20 an den Seitenflächen 30e, 30f des Verkapselungsmittels 30 ähnlich zu der oberen leitfähigen Platte 16 und der unteren leitfähigen Platte 18 nach außen hin freigelegt, und kann als eine Wärmeabgabeplatte wirken. Gemäß 23 umfasst die mittlere leitfähige Platte 20 einen Hauptabschnitt 20a, der innerhalb des Verkapselungsmittels 30 an den ersten Halbleiterbaustein 12 und den zweiten Halbleiterbaustein 14 angeschlossen ist, und einen freigelegten Abschnitt 20b, der an den Seitenflächen 30e, 30f des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt ist. Ferner ist eine Dicke Tb der mittleren leitfähigen Platte 20 an dem freigelegten Abschnitt 20b größer oder gleich einer Dicke Ta der mittleren leitfähigen Platte 20 an dem Hauptabschnitt 20a.
  • Die Halbleitervorrichtung 200 des Bezugsbeispiels 2 wird ebenso in einer Leistungsumwandlungsschaltung wie etwa einem Umwandler oder einem Inverter angewendet, und kann einen Umschaltschaltkreis ausbilden, der dazu eingerichtet ist, einen Strom elektrisch fließen zu lassen und abzuschalten. Falls der Strom in dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 fließt, erzeugen sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme. Falls der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme erzeugen, steigen auch die Temperaturen der dazu benachbarten drei leitfähigen Platten 16, 18, 20, und in jeder der leitfähigen Platten 16, 18, 20 tritt eine thermische Ausdehnung auf. Insbesondere neigt die mittlere leitfähige Platte 20, die zwischen dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 gelegen ist, dazu, heißer als die obere Platte 16 und die untere Platte 18 zu werden.
  • Aufgrund dessen ist bei der Halbleitervorrichtung 200 des Bezugsbeispiels 2 die mittlere leitfähige Platte 20 an den Seitenflächen 30e, 30f des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt, wodurch eine Wärme von der mittleren leitfähigen Platte 20 leicht nach außen hin abgegeben werden kann. Aufgrund dessen ist ein Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 wirksam unterdrückt. Insbesondere ist der Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 unterdrückt, und sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 können wirksam gekühlt werden, indem ein Kühler derart angeordnet wird, dass er mit dem freigelegten Abschnitt 20b der mittleren leitfähigen Platte 20 in Kontakt steht.
  • 26 zeigt eine Halbleitervorrichtung 200A einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 2. Gemäß 26 kann eine Dicke Tb einer mittleren leitfähigen Platte 20 an einem freigelegten Abschnitt 20b ausreichend größer als eine Dicke Ta der mittleren leitfähigen Platte an einem Hauptabschnitt 20a sein. In diesem Fall kann die Dicke Tb des freigelegten Abschnitts 20b zweimal oder größer als die Dicke Ta des mittleren Abschnitts 20a sein. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 weiter unterdrückt werden. Zusätzlich dazu kann eine Form der mittleren leitfähigen Platte 20 in einer Stapelrichtung der drei leitfähigen Platten 16, 18, 20 (vertikale Richtung in 5) symmetrisch sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann ein Temperaturanstieg zwischen einem ersten Halbleiterbaustein 12 und einem zweiten Halbleiterbaustein 14 gering gestaltet werden. Der Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 kann weiter unterdrückt werden.
  • 27 zeigt eine Halbleitervorrichtung 200B einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 2. Gemäß 27 kann ein freigelegter Abschnitt 20b einer mittleren leitfähigen Platte 20 an einer oberen Oberfläche 30a (oder einer unteren Oberfläche 30b) eines Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt sein. Das heißt, der freigelegte Abschnitt 20b der mittleren leitfähigen Platte 20 kann an einer selben Oberfläche des Verkapselungsmittels 30 wie eine obere leitfähige Platte 16 oder eine untere leitfähige Platte 18 freigelegt sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die mittlere leitfähige Platte 20 und entweder die obere leitfähige Platte 16 oder die untere leitfähige Platte 18 simultan gekühlt werden, indem ein Kühler entlang der oberen Oberfläche 30a oder der unteren Oberfläche 30b des Verkapselungsmittels 30 angeordnet wird.
  • 28 zeigt eine Halbleitervorrichtung 200C einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 2. Gemäß 28 kann ein freigelegter Abschnitt 20b einer mittleren leitfähigen Platte 20 sowohl an einer oberen Oberfläche 30a als auch an einer unteren Oberfläche 30b eines Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die mittlere leitfähige Platte 20 durch zwei Kühler wirksam gekühlt werden, indem jeder Kühler benachbart zu einer entsprechenden der oberen Oberfläche 30a und der unteren Oberfläche 30b des Verkapselungsmittels 30 angeordnet wird.
  • 29 zeigt eine Halbleitervorrichtung 200D einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 2. Gemäß 29 kann ein freigelegter Abschnitt 20b einer mittleren leitfähigen Platte 20 an jeder der Seitenflächen 30e, 30f, einer oberen Oberfläche 30a und einer unteren Oberfläche 30b eines Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt sein. Da die mittlere leitfähige Platte 20 durch breitere Flächen nach außen hin freigelegt ist, kann gemäß einer solchen Konfiguration von der mittleren Platte 20 eine größere Wärmemenge nach außen hin abgegeben werden.
  • 30 zeigt eine Halbleitervorrichtung 200E einer weiteren Abwandlung des Bezugsbeispiels 2. Gemäß 30 kann ein Verkapselungsmittel 30 durch eine mittlere leitfähige Platte 20 in ein erstes Verkapselungsmittel 30X und ein zweites Verkapselungsmittel 30Y unterteilt sein. Das erste Verkapselungsmittel 30X wird zwischen einer oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 eingefüllt und verkapselt einen ersten Halbleiterbaustein 12. Das zweite Verkapselungsmittel 30Y wird zwischen die mittlere leitfähige Platte 20 und eine untere leitfähige Platte 18 eingefüllt und verkapselt einen zweiten Halbleiterbaustein 14. Auch bei dieser Halbleitervorrichtung 200E umfasst die mittlere leitfähige Platte 20 einen Hauptabschnitt 20a, der innerhalb des Verkapselungsmittels 30 an den ersten Halbleiterbaustein 12 und den zweiten Halbleiterbaustein 14 angeschlossen ist, und einen freigelegten Abschnitt 20b, der an einer Oberfläche des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt ist. Ferner ist eine Dicke Tb des freigelegten Abschnittes 20b der mittleren leitfähigen Platte 20 größer oder gleich einer Dicke Ta des Hauptabschnitts 20a der mittleren leitfähigen Platte 20.
  • (Bezugsbeispiel 3 einer verwandten Technologie)
  • Ein Bezugsbeispiel 3 der verwandten Technologie ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 31 bis 39 beschrieben. Gemeinsame oder denjenigen der Halbleitervorrichtung 10 des vorgenannten Ausführungsbeispiels entsprechende konstituierende Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und überlappende Beschreibungen derselben sind in geeigneter Weise weggelassen. Gemäß den 31 bis 34 ist eine Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 ebenso mit einer oberen leitfähigen Platte 16, einer mittleren leitfähigen Platte 20 und einer unteren leitfähigen Platte 18, die aufeinander gestapelt sind, einem ersten Halbleiterbaustein 12, der zwischen der oberen leitfähigen Platte 16 und der mittleren leitfähigen Platte 20 gelegen ist und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte 16 als auch mit der mittleren leitfähigen Platte 20 verbunden ist, einem zweiten Halbleiterbaustein 14, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte 20 und der unteren leitfähigen Platte 18 gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte 20 als auch mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden ist, und einem Verkapselungsmittel 30 bereitgestellt, das den ersten Halbleiterbaustein 12 und den zweiten Halbleiterbaustein 14 verkapselt und die obere leitfähige Platte 16, die mittlere leitfähige Platte 20 und die untere leitfähige Platte 18 einstückig hält.
  • Die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 sind Metallplatten, und sind aus einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet. Die obere leitfähige Platte 16 ist an einer zweiten Hauptelektrode 12c des ersten Halbleiterbausteins 12 über eine Anschlussschicht 52 angeschlossen. Die Anschlussschicht 52 kann beispielsweise eine Lötschicht sein, und verbindet die obere leitfähige Platte 16 mit dem ersten Halbleiterbaustein 12 elektrisch und thermisch. Die obere leitfähige Platte 16 ist an einer oberen Oberfläche 30a des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt. Als solches bildet die obere leitfähige Platte 16 nicht nur einen Teil einer mit dem ersten Halbleiterbaustein 12 verbundenen elektrischen Schaltung, sondern wirkt auch als eine Wärmeabgabeplatte zum Abgeben von Wärme von dem ersten Halbleiterbaustein 12 nach außen hin. Die untere leitfähige Platte 18 ist über eine Anschlussschicht 62 an eine zweite Hauptelektrode 14c des zweiten Halbleiterbausteins 14 angeschlossen. Die Anschlussschicht 62 kann ebenso beispielsweise eine Lötschicht sein, und verbindet die untere leitfähige Platte 18 mit dem zweiten Halbleiterbaustein 14 elektrisch und thermisch. Die untere leitfähige Platte 18 ist an einer unteren Oberfläche 30b des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt. Als solches bildet die untere leitfähige Platte 18 nicht nur einen Teil einer mit dem zweiten Halbleiterbaustein 14 verbundenen elektrischen Schaltung, sondern wirkt auch als eine Wärmeabgabeplatte zum Abgeben von Wärme von dem zweiten Halbleiterbaustein 14 nach außen hin.
  • Die mittlere leitfähige Platte 20 weist eine gestapelte Struktur auf, die ein Isolatorsubstrat 22, eine erste Metallschicht 24 und eine zweite Metallschicht 26 umfasst. Das Isolatorsubstrat 22 ist ein Substrat, das aus einem Isolator ausgebildet ist, und kann beispielsweise ein Keramiksubstrat sein. Die erste Metallschicht 24 ist aus einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet, und ist an einer oberen Oberfläche des Isolatorsubstrates 22 bereitgestellt. Die zweite Metallschicht 26 ist ebenso aus einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet, und ist an einer unteren Oberfläche des Isolatorsubstrates 22 bereitgestellt. Die erste Metallschicht 24 ist mit dem ersten Halbleiterbaustein 12 elektrisch verbunden, und die zweite Metallschicht 26 ist mit dem zweiten Halbleiterbaustein 14 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann die mittlere leitfähige Platte 20 ein direkt gebondetes Kupfersubstrat (bzw. „direct bonded copper substrate“, DBC-Substrat) oder ein direkt gebondetes Aluminiumsubstrat (DBA-Substrat) oder ein aktivmetallgelötetes Kupfersubstrat (bzw. „active metal brazed copper substrate“, AMC-Substrat) sein.
  • Die erste Metallschicht 24 der mittleren leitfähigen Platte 20 umfasst eine erste Hauptschaltungseinheit 24a und eine Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b. Die erste Hauptschaltungseinheit 24a und die Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b sind voneinander getrennt und voneinander elektrisch isoliert. Die erste Hauptschaltungseinheit 24a ist an eine erste Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12 über eine Anschlussschicht 50 angeschlossen. Die Anschlussschicht 50 kann beispielsweise eine Lötschicht sein, und verbindet die erste Hauptschaltungseinheit 24a elektrisch und thermisch mit der ersten Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12. Die Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b ist jeweils an eine Vielzahl von Signalelektroden 12d des ersten Halbleiterbausteins 12 über Anschlussschichten 54 angeschlossen. Diese Anschlussschichten 54 können ebenso Lötschichten sein und verbinden die Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b elektrisch und thermisch mit der Vielzahl von Signalelektroden 12d des ersten Halbleiterbausteins 12.
  • In gleicher Weise umfasst die zweite Metallschicht 26 der mittleren leitfähigen Platte 20 eine zweite Hauptschaltungseinheit 26a und eine Vielzahl von zweiten Schaltungseinheiten 26b. Die zweite Hauptschaltungseinheit 26a und die Vielzahl von zweiten Signalschaltungseinheiten 26b sind voneinander getrennt und voneinander elektrisch isoliert. Die zweite Hauptschaltungseinheit 26a ist an eine erste Hauptelektrode 14b des ersten Halbleiterbausteins 14 über eine Anschlussschicht 60 angeschlossen. Die Anschlussschicht 60 kann beispielsweise eine Lötschicht sein und verbindet die zweite Hauptschaltungseinheit 26a elektrisch und thermisch mit der ersten Hauptelektrode 14b des zweiten Halbleiterbausteins 14. Die Vielzahl von zweiten Signalschaltungseinheiten 26b sind jeweils an eine Vielzahl von Signalelektroden 14d des zweiten Halbleiterbausteins 14 über Anschlussschichten 64 angeschlossen. Diese Anschlussschichten 64 können ebenso Lötschichten sein und verbinden die Vielzahl von zweiten Signalschaltungseinheiten 26b elektrisch und thermisch mit der Vielzahl von Signalelektroden 14d des zweiten Halbleiterbausteins 14.
  • Die Halbleitervorrichtung 300 umfasst eine Vielzahl von Leistungsanschlüssen 32, 34, 36, 38 und Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, sind diese Anschlüsse 32, 34, 36, 38, 40, 42 aus einem Metall wie etwa Kupfer ausgebildet. Die Vielzahl von Leistungsanschlüssen 32, 34, 36, 38 stehen von einer zweiten Endoberfläche 30d des Verkapselungsmittels 30 hervor. Die Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42 stehen von einer ersten Endoberfläche 30c des Verkapselungsmittels 30 hervor. Jedoch sind bestimmte Strukturen wie etwa Positionen oder Formen dieser Anschlüsse 32, 34, 36, 38, 40, 42 nicht besonders begrenzt.
  • Die Vielzahl von Leistungsanschlüssen 32, 34, 36, 38 umfassen einen ersten Leistungsanschluss 32, einen zweiten Leistungsanschluss 34, einen dritten Leistungsanschluss 36 und einen vierten Leistungsanschluss 38. Der erste Leistungsanschluss 32 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der oberen leitfähigen Platte 16 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist die zweite Hauptelektrode 12c des ersten Halbleiterbausteins 12 mit dem ersten Leistungsanschluss 32 über die obere leitfähige Platte 16 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der erste Leistungsanschluss 32 mit der oberen leitfähigen Platte 16 einstückig eingerichtet sein. Der zweite Leistungsanschluss 34 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der ersten Hauptschaltungseinheit 24a der ersten Metallschicht 24 der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist die erste Hauptelektrode 12b des ersten Halbleiterbausteins 12 mit dem zweiten Leistungsanschluss 34 über die erste Hauptschaltungseinheit 24a der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der zweite Leistungsanschluss 34 an die erste Hauptschaltungseinheit 24a über eine Anschlussschicht 56 wie etwa eine Lötschicht angeschlossen sein.
  • Der dritte Leistungsanschluss 36 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der zweiten Hauptschaltungseinheit 26a der zweiten Metallschicht 26 der mittleren leitfähigen Platte 20 verbunden. Aufgrund dessen ist die erste Hauptelektrode 14b des zweiten Halbleiterbausteins 14 mit dem dritten Leistungsanschluss 36 über die zweite Hauptschaltungseinheit 26a der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der dritte Leistungsanschluss 36 an die zweite Hauptschaltungseinheit 26a über eine Anschlussschicht 66 wie etwa eine Lötschicht angeschlossen sein. Der vierte Leistungsanschluss 38 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 mit der unteren leitfähigen Platte 18 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist die zweite Hauptelektrode 14c des zweiten Halbleiterbausteins 14 mit dem vierten Leistungsanschluss 38 über die untere leitfähige Platte 18 elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann der vierte Leistungsanschluss 38 mit der unteren leitfähigen Platte 18 einstückig eingerichtet sein.
  • Die Vielzahlen von Signalanschlüssen 40, 42 umfassen eine Vielzahl von ersten Signalanschlüssen 40 und eine Vielzahl von zweiten Signalanschlüssen 42. Die Vielzahl von ersten Signalanschlüssen 40 ist innerhalb des Verkapselungsmittels 30 jeweils mit der Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b der ersten Metallschicht 24 der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist jeder der Signalelektroden 12d des ersten Halbleiterbausteins 12 mit dem entsprechenden der ersten Signalanschlüsse 40 über die entsprechende erste Signalschaltungseinheit 24b elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, kann die Vielzahl von ersten Signalanschlüssen 40 jeweils mit der Vielzahl von ersten Signalschaltungseinheiten 24b über Anschlussschichten 58 wie etwa Lötschichten angeschlossen sein. In gleicher Weise sind innerhalb des Verkapselungsmittels 30 die jeweiligen zweiten Signalanschlüsse 42 mit der Vielzahl von zweiten Signalschaltungseinheiten 26b der zweiten Metallschicht 26 der mittleren leitfähigen Platte 20 elektrisch verbunden. Aufgrund dessen ist jede der Signalelektroden 14d des zweiten Halbleiterbausteins 14 mit dem entsprechenden der zweiten Signalanschlüsse 42 über die entsprechende zweite Signalschaltungseinheit 26b elektrisch verbunden. Obwohl nicht besonders darauf begrenzt, können auch für die Vielzahl von zweiten Signalanschlüssen 42 diese jeweils an die Vielzahl von zweiten Signalschaltungseinheiten 26b über Anschlussschichten 68 wie etwa Lötschichten angeschlossen sein.
  • Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird die Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 in einer Leistungsumwandlungsschaltung wie etwa einem Umwandler und einem Inverter angewendet, und kann einen Umschaltschaltkreis ausbilden, der dazu eingerichtet ist, einen Strom elektrisch fließen zu lassen und abzuschalten. Falls der zweite Leistungsanschluss 34 und der vierte Leistungsanschluss 38 miteinander verbunden sind, können in diesem Fall der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 in Serie verbunden sein. Falls der erste Leistungsanschluss 32 und der vierte Leistungsanschluss 38 miteinander verbunden sind, und der zweite Leistungsanschluss 34 und der dritte Leistungsanschluss 36 miteinander verbunden sind, können wahlweise der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 parallel verbunden sein.
  • Falls der Strom in dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 fließt, erzeugen sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme. Falls der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 Wärme erzeugen, steigen auch die Temperaturen der drei dazu benachbarten leitfähigen Platten 16, 18, 20, und in jeder der leitfähigen Platten 16, 18, 20 tritt eine thermische Ausdehnung auf. Insbesondere neigt die zwischen dem ersten Halbleiterbaustein 12 und dem zweiten Halbleiterbaustein 14 gelegene mittlere leitfähige Platte 20 dazu, heißer als die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 zu werden.
  • Aufgrund dessen weist bei der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 die mittlere leitfähige Platte 20 die Stapelstruktur mit dem Isolatorsubstrat 22 auf, wohingegen die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 Metallplatten sind. Das Isolatorsubstrat 22 ist beispielsweise ein Keramiksubstrat, und ein das Isolatorsubstrat 22 ausbildende Material weist einen geringeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als ein die erste Metallschicht 24 ausbildendes Material und ein die zweite Metallschicht 26 ausbildendes Material auf. Aufgrund dessen ist ein linearer Ausdehnungskoeffizient in einer Richtung in der Ebene der mittleren leitfähigen Platte 20 kleiner als ein linearer Ausdehnungskoeffizient in einer Richtung in der Ebene der oberen leitfähigen Platte 16 und ein linearer Ausdehnungskoeffizient in einer Richtung in der Ebene der unteren leitfähigen Platte 18. Auch falls die Temperatur der mittleren leitfähigen Platte 20 größer als die Temperatur der oberen leitfähigen Platte 16 und die Temperatur der unteren leitfähigen Platte 18 wird, wird als solches ein Auftreten einer ungleichmäßigen thermischen Ausdehnung in den drei leitfähigen Platten 16, 18, 20 unterdrückt.
  • Hierbei ist die mittlere leitfähige Platte 20 nicht auf die Stapelstruktur mit dem Isolatorsubstrat 22 begrenzt, und eine Struktur und ein Material derer können geeignet geändert werden. In gleicher Weise sind die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 nicht auf die Metallplatten begrenzt, und deren Strukturen und Materialien können geeignet geändert werden. Die Strukturen und Materialien der drei leitfähigen Platten 16, 18, 20 können in verschiedenen Konfigurationen abgewandelt werden, solange der lineare Ausdehnungskoeffizient in der Richtung in der Ebene der mittleren Platte 20 kleiner als der lineare Ausdehnungskoeffizient in der Richtung in der Ebene der oberen leitfähigen Platte 16 und der lineare Ausdehnungskoeffizient in der Richtung in der Ebene der unteren leitfähigen Platte 18 ist.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 ist eine Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20 kleiner als eine Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 und eine Fläche der unteren leitfähigen Platte 18. Mit anderen Worten, die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 sind größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte 20. Wie vorstehend erwähnt, sind die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 an der oberen Oberfläche 30a oder der unteren Oberfläche 30b des Verkapselungsmittels 30 nach außen hin freigelegt und wirken als Wärmeabgabeplatten. Falls die Fläche der oberen leitfähigen Platte 16 und die Fläche der unteren leitfähigen Platte 18 groß sind, wird aufgrund dessen von jedem der Halbleiterbausteine 12, 14 die Wärme der Halbleitervorrichtung 300 durch die obere leitfähige Platte 16 und die untere leitfähige Platte 18 wirksam nach außen hin abgegeben. Jedoch kann gemäß 35 bei einer Halbleitervorrichtung 300' einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 eine Fläche einer mittleren leitfähigen Platte 20 größer als eine Fläche einer oberen leitfähigen Platte 16 und eine Fläche einer unteren leitfähigen Platte 18 sein. Gemäß einer solchen Konfiguration ist eine thermische Kapazität der mittleren leitfähigen Platte 20 vergrößert, wodurch ein Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 unterdrückt werden kann.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 sind sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 mit der mittleren leitfähigen Platte 20 durch deren erste Hauptelektroden 12b, 14b elektrisch verbunden, und sind mit der oberen leitfähigen Platte 16 oder der unteren leitfähigen Platte 18 durch deren zweite Hauptelektroden 12c, 14c elektrisch verbunden. Wie vorstehend erwähnt, ist eine Fläche jeder der zweiten Hauptelektroden 12c, 14c größer als eine Fläche von jeder der ersten Hauptelektroden 12b, 14b. Als solches gibt jeder der Halbleiterbausteine 12, 14 durch die entsprechende zweite Hauptelektrode 12c, 14c die Wärme in einer größeren Menge als durch die entsprechende erste Hauptelektrode 12b, 14b ab. Ferner neigt die Temperatur der mittleren leitfähigen Platte 20 dazu, sich aufgrund des Empfangens der Wärme von sowohl dem ersten Halbleiterbaustein 12 als auch dem zweiten Halbleiterbaustein 14 leicht zu erhöhen. Aufgrund dessen kann der Temperaturanstieg in der mittleren leitfähigen Platte 20 unterdrückt werden, indem sowohl der erste Halbleiterbaustein 12 als auch der zweite Halbleiterbaustein 14 durch deren erste Hauptelektroden 12b, 14b, die eine kleinere Wärmeabgabemenge aufweisen, mit der mittleren leitfähigen Platte 20 verbunden sind. Wie bei der Halbleitervorrichtung 300" einer weiteren Abwandlung gemäß 36 kann wahlweise lediglich ein zweiter Halbleiterbaustein 14 (oder ein erster Halbleiterbaustein 12) mit einer mittleren leitfähigen Platte 20 an seiner entsprechenden ersten Hauptelektrode 12b, 14b verbunden sein.
  • Eine Halbleitervorrichtung 300A einer Abwandlung des Bezugsbeispiels 3 ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 37 bis 39 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 300A dieser Abwandlung umfasst ferner zwei Anschlussbauelemente 70 und unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 in dieser Hinsicht. Ferner weist die Halbleitervorrichtung 300A der vorliegenden Abwandlung keinen zweiten Leistungsanschluss 34 auf, und unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 auch in dieser Hinsicht. Andere Konfigurationen der Halbleitervorrichtung 300A der vorliegenden Abwandlung sind jenen der Halbleitervorrichtung 300 des Bezugsbeispiels 3 gleich oder entsprechen diesen. Als solches sind gemeinsame oder denjenigen der Halbleitervorrichtung 300 des vorgenannten Bezugsbeispiels 3 in den 37 bis 39 entsprechende konstituierende Merkmale mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine überlappende Beschreibung derselben ist nachstehend in geeigneter Weise weggelassen.
  • Jedes der Anschlussbauelemente 70 ist innerhalb eines Verkapselungsmittels 30 gelegen und ist aus einem Leiter wie etwa einem Metall ausgebildet. Je ein Ende der Anschlussbauelemente 70 ist mit einer ersten Hauptanschlusseinheit 24a einer ersten Metallschicht 24 einer mittleren leitfähigen Platte 20 verbunden. Andere Enden der Anschlussbauelemente 70 sind mit einer unteren leitfähigen Platte 18 verbunden. Aufgrund dessen ist die erste Hauptschaltungseinheit 24a der mittleren leitfähigen Platte 20 mit der unteren leitfähigen Platte 18 über die entsprechenden Anschlussbauelemente 70 elektrisch verbunden. Gemäß einer solchen Konfiguration können gemäß 39 innerhalb des Verkapselungsmittels 30 ein erster Halbleiterbaustein 12 und ein zweiter Halbleiterbaustein 14 in Serie verbunden sein. Als solches ist der zweite Leistungsanschluss 34 weggelassen. Ein vierter Leistungsanschluss 38 kann anstelle des zweiten Leistungsanschlusses 34 weggelassen sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 300A der vorliegenden Abwandlung umfasst zwei Anschlussbauelemente 70, jedoch ist eine Anzahl des/der Anschlussbauelemente(s) 70 nicht auf zwei begrenzt. Die Halbleitervorrichtung 300A kann ein einzelnes Anschlussbauelement 70 oder drei oder mehr Anschlussbauelemente 70 umfassen. Ferner kann durch Ändern einer Position, an der jedes Anschlussbauelement 70 verbunden ist, innerhalb des Verkapselungsmittels 30 der erste Halbleiterbaustein 12 und der zweite Halbleiterbaustein 14 parallel verbunden sein.
  • Eine Halbleitervorrichtung kann umfassen: eine obere leitfähige Platte, eine mittlere leitfähige Platte und eine untere leitfähige Platte, die aufeinander gestapelt sind; einen ersten Halbleiterbaustein, der zwischen der oberen leitfähigen Platte und der mittleren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte als auch mit der mittleren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist; und einen zweiten Halbleiterbaustein, der zwischen der mittleren leitfähigen Platte und der unteren leitfähigen Platte gelegen ist, und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte als auch mit der unteren leitfähigen Platte elektrisch verbunden ist, wobei entweder eine Fläche der oberen leitfähigen Platte oder eine Fläche der unteren leitfähigen Platte kleiner als eine Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein kann, und eine andere der Fläche der oberen leitfähigen Platte und der Fläche der unteren leitfähigen Platte größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte sein kann.
  • 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 2016036047 A [0002]

Claims (9)

  1. Halbleitervorrichtung (10; 10A; 10B; 10C), mit: einer oberen leitfähigen Platte (16), einer mittleren leitfähigen Platte (20) und einer unteren leitfähigen Platte (18), die aufeinander gestapelt sind; einem ersten Halbleiterbaustein (12), der zwischen der oberen leitfähigen Platte (16) und der mittleren leitfähigen Platte (20) gelegen ist, und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte (16) als auch mit der mittleren leitfähigen Platte (20) elektrisch verbunden ist; und einem zweiten Halbleiterbaustein (14), der zwischen der mittleren leitfähigen Platte (20) und der unteren leitfähigen Platte (18) gelegen ist, und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte (20) als auch mit der unteren leitfähigen Platte (18) elektrisch verbunden ist, wobei in einer Draufsicht entlang einer Stapelrichtung entweder eine Fläche der oberen leitfähigen Platte (16) oder eine Fläche der unteren leitfähigen Platte (18) kleiner als eine Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist, und eine andere der Fläche der oberen leitfähigen Platte (16) und der Fläche der unteren leitfähigen Platte (18) größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist.
  2. Halbleitervorrichtung (10; 10A; 10B; 10C) nach Anspruch 1, wobei sowohl der erste Halbleiterbaustein (12) als auch der zweite Halbleiterbaustein (14) eine erste Hauptelektrode (12b, 14b) und eine zweite Hauptelektrode (12c, 14c) umfassen, die eine größere Fläche als die erste Hauptelektrode (12b, 14b) aufweist, der erste Halbleiterbaustein (12) mit der oberen leitfähigen Platte (16) durch die erste Hauptelektrode (12b) verbunden ist, und mit der mittleren leitfähigen Platte (20) durch die zweite Hauptelektrode 12c verbunden ist, und der zweite Halbleiterbaustein (14) mit der mittleren leitfähigen Platte (20) durch die erste Hauptelektrode (14b) verbunden ist, und mit der unteren leitfähigen Platte (18) durch die zweite Hauptelektrode (14c) verbunden ist.
  3. Halbleitervorrichtung (10; 10B; 10C) nach Anspruch 2, wobei die Fläche der oberen leitfähigen Platte (16) kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte (18) größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist.
  4. Halbleitervorrichtung (10A) nach Anspruch 2, wobei die Fläche der oberen leitfähigen Platte (16) größer als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist, und die Fläche der unteren leitfähigen Platte (18) kleiner als die Fläche der mittleren leitfähigen Platte (20) ist.
  5. Halbleitervorrichtung (10C) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Dicke von einer der oberen leitfähigen Platte (16) und der unteren leitfähigen Platte (18) größer als eine Dicke der anderen der oberen leitfähigen Platte (16) und der unteren leitfähigen Platte (18) ist.
  6. Halbleitervorrichtung (10; 10A; 10B; 10C) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Verkapselungsmittel (30), das den ersten Halbleiterbaustein (12) und den zweiten Halbleiterbaustein (14) verkapselt, und die obere leitfähige Platte (16), die mittlere leitfähige Platte (20) und die untere leitfähige Platte (18) einstückig hält.
  7. Halbleitervorrichtung (10; 10A; 10B; 10C), mit: einer oberen leitfähigen Platte (16), einer mittleren leitfähigen Platte (20) und einer unteren leitfähigen Platte (18), die aufeinander gestapelt sind; einem ersten Halbleiterbaustein (12), der zwischen der oberen leitfähigen Platte (16) und der mittleren leitfähigen Platte (20) gelegen ist und sowohl mit der oberen leitfähigen Platte (16) als auch mit der mittleren leitfähigen Platte (18) elektrisch verbunden ist; und einem zweiten Halbleiterbaustein (14), der zwischen der mittleren leitfähigen Platte (20) und der unteren leitfähigen Platte (18) gelegen ist und sowohl mit der mittleren leitfähigen Platte (20) als auch mit der unteren leitfähigen Platte (18) elektrisch verbunden ist, wobei, bei einer Projektion der oberen leitfähigen Platte (16), der mittleren leitfähigen Platte (20) und der unteren leitfähigen Platte (18) auf eine Ebene, die zu der oberen leitfähigen Platte (16), der mittleren leitfähigen Platte (20) und der unteren leitfähigen Platte (18) parallel ist, in der Ebene zumindest ein erstes Gebiet (R1), ein zweites Gebiet (R2) und ein drittes Gebiet (R3) definiert sind, wobei das erste Gebiet (R1) ein Gebiet ist, in dem drei Platten projiziert sind, die die obere leitfähige Platte (16), die mittlere leitfähige Platte (20) und die untere leitfähige Platte (18) sind, das zweite Gebiet (R2) ein Gebiet ist, in dem nur zwei Platten projiziert sind, die die mittlere leitfähige Platte (20) und entweder die obere leitfähige Platte (16) oder die untere leitfähige Platte (18) sind, und das dritte Gebiet (R3) ein Gebiet ist, in dem nur eine andere der oberen leitfähigen Platte (16) und der unteren leitfähigen Platte (18) projiziert ist.
  8. Halbleitervorrichtung (10B) nach Anspruch 7, wobei zumindest zwei der oberen leitfähigen Platte (16), der mittleren leitfähigen Platte (20) und der unteren leitfähigen Platte (18) Flächen aufweisen, die gleich zueinander sind.
  9. Halbleitervorrichtung (10; 10A; 10B; 10C) nach Anspruch 7 oder 8, ferner mit einem Verkapselungsmittel (30), das den ersten Halbleiterbaustein (12) und den zweiten Halbleiterbaustein (14) verkapselt und die obere leitfähige Platte (16), die mittlere leitfähige Platte (20) und die untere leitfähige Platte (18) einstückig hält.
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