DE102021107468A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (100) weist auf: ein Gehäuse (1) mit einer Öffnung (1a); ein Halbleiterelement (7), welches in dem Gehäuse (1) enthalten ist; ein Steuersubstrat (10), welches oberhalb des Halbleiterelementes (7) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und auf welchem eine Steuerschaltung (11) zur Steuerung des Halbleiterelementes (7) angeordnet ist; einen Deckel (2) zum Überdecken der Öffnung (1a) des Gehäuses (1); und einen Steueranschluss (4) dessen einer Endabschnitt mit der Steuerschaltung (11) verbunden ist, die auf dem Steuersubstrat (10) angeordnet ist und dessen anderer Endabschnitt aus dem Gehäuse (1) herausragt. Der Steueranschluss (4) weist eine Biegung (13) im Gehäuse (1) auf, und ein Seitenabschnitt des Gehäuses (1) oder des Deckels (2) verfügt über einen Träger (14), welcher eingerichtet ist, die Biegung (13) zu unterstützen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleitervorrichtungen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung, welche durch einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode- (IGBT-) Modul und ein intelligentes Leistungsmodul (IPM) gekennzeichnet ist, weist typischerweise Hauptanschlüsse zur Bewältigung großer Ströme und hoher Spannungen und Steueranschlüsse auf, um ein Ein- und Ausschalten zu bewerkstelligen. Die Steueranschlüsse sind mit einem externen Verbinder verbunden, und ein Schaltvorgang der Leistungshalbleitervorrichtung wird durch ein externes Signal gesteuert.
  • Der externe Verbinder wird häufig derart verbunden, dass er auf die Steueranschlüsse aufgesetzt wird. Die Steueranschlüsse sind oft geradlinig in eine Richtung des Aufsetzens des externen Verbinders ausgebildet oder in das Gehäuse oder einen Deckel der Halbleitervorrichtung eingebettet. Dies macht es weniger wahrscheinlich, dass die Steueranschlüsse durch eine einwirkende Belastung gebogen werden, wenn der externe Verbinder auf die Steueranschlüsse aufgesetzt wird.
  • Insbesondere ist in dem IPM ein Steuersubstrat für eine Steuerungsfunktion und eine Schutzfunktion im Modul bereitgestellt. Die Steueranschlüsse sind typischerweise geradlinig vom Steuersubstrat in eine Richtung rechtwinklig zur Oberfläche des Substrats ausgebildet, und jeder weist einen Endabschnitt auf, welcher aus dem Modul herausragt.
  • Das IPM, welches eine Vielzahl von Halbleiterelementen aufweist, priorisiert jedoch Phasezu-Phase-Isolationsabstände, so dass die Positionen der Steueranschlüsse, welche auf dem Steuersubstrat mit einer Steuerschaltung verbunden sind, beschränkt sind. Die Positionen der Überstände der Steueranschlüsse aus dem Modul sind ebenfalls eingeschränkt. Es wird in Betracht gezogen, dass die Steueranschlüsse derart gebogen sind, dass sie ermöglichen, dass die Steueranschlüsse aus beliebigen vorgegebenen Positionen herausragen.
  • Zum Beispiel offenbart WO 2012/066833 einen Steueranschluss, der eine Biegung aufweist. Der Steueranschluss weist darüber hinaus einen Überstand an dessen Seite auf. Der Überstand wird mit einer Überstandsaufnahme eines Deckels eines Moduls in Kontakt gebracht, um eine auf ein isolierendes Substrat durch den Steueranschluss übertragene Belastung zu mildern, wenn ein externer Verbinder auf den Steueranschluss aufgesetzt wird.
  • In der in WO 2012/066833 offenbarten Technik bestehen jedoch Bedenken, dass in einem Fall, in dem eine Belastung einwirkt, die über Erwartungen hinausgeht, wenn der externe Verbinder auf den Steueranschluss aufgesetzt wird, dass der Überstand des Steueranschlusses die Belastung nicht aushalten kann, um es dem Steueranschluss zu ermöglichen, in das Modul gedrückt zu werden. Es bestehen Bedenken, dass der Überstand in einem Fall, in dem der Steueranschluss in das Modul gedrückt wird, durch den Deckel erfasst wird, so dass verhindert wird, dass der Steueranschluss an eine ursprüngliche Position zurückkehrt, so dass der Steueranschluss verbogen wird.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welche Steueranschlüsse aufweist, die weniger zum Verbiegen neigen, wenn ein externer Verbinder auf die Steueranschlüsse aufgesetzt wird.
  • Eine Halbleitervorrichtung der vorliegenden Offenbarung weist ein Gehäuse, ein Halbleiterelement, ein Steuersubstrat, einen Deckel, und einen Steueranschluss auf. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf. Das Halbleiterelement ist in dem Gehäuse enthalten. Das Steuersubstrat ist oberhalb des Halbleiterelementes im Gehäuse angeordnet. Eine Steuerschaltung zur Steuerung des Halbleiterelementes ist auf dem Steuersubstrat angeordnet. Der Deckel überdeckt die Öffnung des Gehäuses. Der Steueranschluss ist mit einem Endabschnitt mit der Steuerschaltung verbunden, welche auf dem Steuersubstrat angeordnet ist und der andere Endabschnitt ragt aus dem Gehäuse hervor. Der Steueranschluss weist im Gehäuse eine Biegung auf, und ein Seitenabschnitt des Gehäuses oder des Deckels verfügt über einen Träger, welcher eingerichtet ist, die Biegung zu unterstützen.
  • Der Träger kann den Steueranschluss in einem Fall unterstützen, in dem der Steueranschluss durch eine auf den Steueranschluss einwirkende Belastung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn ein externer Verbinder auf den Steueranschluss aufgesetzt wird. Ein Verbiegen des Steueranschlusses kann dadurch unterbunden werden.
  • Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Figuren deutlicher.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung in Ausführungsform 1;
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie A-A in 1 entnommen ist;
    • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht um einen Steueranschluss herum;
    • 4 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung in Ausführungsform 1 zur Veranschaulichung einer einwirkenden Belastung, wenn ein externer Verbinder eines externen Substrats auf den Steueranschluss aufgesetzt wird;
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Region B in 4.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Steueranschlüsse und eines Trägers in Ausführungsform 2;
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Zustand der Steueranschlüsse veranschaulicht, die in den Nuten in Ausführungsform 2 aufgenommen sind;
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand der Steueranschlüsse veranschaulicht, welche in den Nuten einer Modifikation von Ausführungsform 2 aufgenommen sind;
    • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand eines Trägers veranschaulicht, der von einem Seitenabschnitt eines Gehäuses in Ausführungsform 3 gelöst ist; und
    • 10 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung in Ausführungsform 4.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • <Ausführungsform 1 >
  • Ausführungsform 1 wird nachfolgend mit Bezug zu den Figuren beschrieben. 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 1. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie A-A in 1 entnommen ist. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht um einen Steueranschluss 4 herum.
  • Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, ist die Halbleitervorrichtung 100 zum Beispiel ein IPM und umfasst eine Grundplatte 5, ein isolierendes Substrat 6, eine Vielzahl von Halbleiterelementen 7, ein Gehäuse 1, ein Versiegelungsharz 12, einen Deckel 2, ein Steuersubstrat 10, eine Vielzahl von Hauptanschlüssen 3, eine Vielzahl von Steueranschlüssen 4, und eine Vielzahl von Relais-Anschlüssen 9. Die Halbleitervorrichtung 100 kann ein von dem IPM abweichendes Modul sein.
  • Die Grundplatte 5 ist aus einem Metall wie Kupfer ausgebildet und ist in der Draufsicht rechteckig. Das isolierende Substrat 6 ist in einem Abschnitt bereitgestellt, welcher einen Randbereich einer oberen Fläche der Grundplatte 5 ausschließt. Das Gehäuse 1 weist in der Draufsicht eine rechteckige Rahmenform auf und ist mit dem Randbereich der Grundplatte 5 verbunden. Das Gehäuse 1 ist aus Harz ausgebildet und ist isolierend. Ein oberer Abschnitt eines Seitenabschnitts des Gehäuses 1 verfügt über einen Träger 14, der nach innen hervorragt. Der Träger 14 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 7 ist auf einer oberen Fläche des isolierenden Substrats 6 montiert. Obwohl nicht veranschaulicht, umfasst das isolierende Substrat 6 eine aus Keramik oder dergleichen ausgebildete isolierende Schicht, eine mit der Hauptfläche der isolierenden Schicht verbundene Schaltungsschicht, welche aus einem Metall wie Kupfer ausgebildet ist, die eine Fläche aufweist, mit der die Halbleiterelemente 7 oder Drähte 8 verbunden sind, und eine Metallschicht, welche mit der anderen Hauptfläche der isolierenden Schicht verbunden ist und welche aus einem Metall wie Kupfer ausgebildet ist. Die Vielzahl von Halbleiterelementen 7 ist durch die Drähte 8 miteinander verbunden. Die Vielzahl von Halbleiterelementen 7 ist durch die Drähte 8 auch mit dem isolierenden Substrat 6, den Hauptanschlüssen 3, und den Relais-Anschlüssen 9 verbunden.
  • Obwohl in 2 nicht im Detail veranschaulicht, sind Kollektorelektroden und Emitterelektroden der Halbleiterelemente 7 durch die Drähte 8 mit den Hauptanschlüssen 3 verbunden, und insbesondere sind Emittermesselektroden durch die Relais-Anschlüsse 9 mit dem Steuersubstrat 10 verbunden.
  • Die Vielzahl von Relais-Anschlüssen 9 ist derart bereitgestellt, dass sie auf einer Innenseite eines unteren Abschnitts des Seitenabschnitts des Gehäuses 1 steht. Die Vielzahl von Hauptanschlüssen 3 weist U-förmige Querschnitte auf, und ist in dem Gehäuse 1 eingebettet. Untere Endabschnitte der Vielzahl von Hauptanschlüssen 3 liegen von einem inneren Randbereich des Gehäuses 1 frei, und sind durch die Drähte 8 mit dem isolierenden Substrat 6 verbunden. Obere Endabschnitte der Vielzahl von Hauptanschlüssen 3 sind an einem oberen Ende des Gehäuses 1 in Richtung einer gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 gebogen, und sind an einer Vielzahl von Gewindelöchern 2b des Deckels 2 befestigt.
  • Das Steuersubstrat 10 ist oberhalb der Halbleiterelemente 7 im Gehäuse 1 angeordnet. Eine Vielzahl von Steuerschaltungen 11 zur Steuerung der Vielzahl von Halbleiterelementen 7 ist auf einer oberen Fläche des Steuersubstrats 10 angeordnet. Das Steuersubstrat 10 weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern (nicht veranschaulicht) auf, in welche obere Endabschnitte der Relais-Anschlüsse 9 eingefügt sind.
  • Das Versiegelungsharz 12 ist zum Beispiel ein Epoxidharz, und ist zwischen der Grundplatte 5 und dem Steuersubstrat 10 im Gehäuse 1 eingefüllt.
  • Der Deckel 2 ist oberhalb des Steuersubstrats 10 im Gehäuse 1 befestigt, um eine Öffnung 1a des Gehäuses 1 zu überdecken. Der Deckel 2 weist die Vielzahl von Gewindelöchern 2b und ein einzelnes Loch 2a als ein Durchgangsloch auf.
  • Die Steueranschlüsse 4 werden als Nächstes beschrieben. Wie in den 2 und 3 veranschaulicht, sind die Steueranschlüsse 4 Anschlüsse, mit welchen ein externer Verbinder 111 (siehe 4) verbunden ist. Ein EIN-Signal zum Schalten der Halbleiterelemente 7 in einen EIN-Zustand und ein AUS-Signal zum Schalten der Halbleiterelemente 7 in einen AUSZustand werden durch den externen Verbinder 111 in die Steueranschlüsse 4 eingespeist.
  • Jeder der Steueranschlüsse 4 weist einen vertikalen Abschnitt 4a als einen ersten Abschnitt, einen sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b als einen zweiten Abschnitt, und einen herausgezogenen Abschnitt 4c als einen dritten Abschnitt auf. Der vertikale Abschnitt 4a erstreckt sich von einer Steuerschaltung 11 aufwärts (vertikal). Der sich horizontal erstreckende Abschnitt 4b erstreckt sich seitlich (horizontal) von einem Endabschnitt des vertikalen Abschnitts 4a, welcher der Steuerschaltung 11 gegenüberliegt. Der herausgezogene Abschnitt 4c erstreckt sich aufwärts (vertikal) von einem Endabschnitt des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b, welcher dem vertikalen Abschnitt 4a gegenüberliegt, und ragt aus dem Loch 2a des Deckels 2 heraus.
  • Der Steueranschluss 4 weist im Gehäuse 1 eine Biegung 13 auf. Die Biegung 13 wurde zwischen dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b und dem herausgezogenen Abschnitt 4c gebogen.
  • Der Träger 14, welcher am Seitenabschnitt des Gehäuses 1 vorgesehen ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in den 2 und 3 veranschaulicht, ragt der Träger 14 vom Seitenabschnitt des Gehäuses 1 nach innen hervor, um die Biegung 13 des Steueranschlusses 4 von unten zu unterstützen. Insbesondere ein Abschnitt der Biegung 13, welcher mit dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b korrespondiert, wird unterstützt, so dass ein Verbiegen des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b des Steueranschlusses 4 unterbunden wird. Der Träger 14 verjüngt sich zu dessen entferntem Ende hin. Konkret ist eine obere Fläche des Trägers 14 eine ebene Fläche, und eine untere Fläche des Trägers 14 ist geneigt, so dass sich das entfernte Ende oberhalb eines nahen Endes befindet.
  • Wie in 3 veranschaulicht, verfügt der Träger 14 über eine Länge D, welche es einem Durchmesser d des herausgezogenen Abschnitts 4c im Ganzen zu ermöglicht, sich oberhalb des Trägers 14 zu befinden. Ein Abstand s ist zwischen dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b und dem Träger 14 ausgebildet. Der Abstand s ist derart ausgebildet, dass eine Möglichkeit zum Eindrücken der Höhe des Abstandes s besteht, wenn der Steueranschluss 4 extern in eine Richtung eines Pfeils P in 2 gedrückt wird, und eine Belastung auf den Steueranschluss 4 einwirkt. Die Höhe der Abstandes s ist derart festgelegt, dass ein unteres Ende des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b und die obere Fläche des Trägers 14 einen Winkel von ungefähr 5° oder mehr und 10° oder weniger ausbilden, wenn eine Belastung in Richtung des Pfeils P einwirkt.
  • Vorgänge und Effekte der Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 1 werden als Nächstes mit Bezug zu den 4 und 5 beschrieben. 4 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 1, um eine einwirkende Belastung zu veranschaulichen, wenn der externe Verbinder 111 eines externen Substrats 110 auf den Steueranschluss 4 aufgesetzt wird. 5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Region B in 4.
  • Wie in 4 veranschaulicht, wirkt eine Belastung in der Richtung des Pfeils P ein, wenn der externe Verbinder 111 auf den Steueranschluss 4 aufgesetzt wird. Falls der Träger 14 nicht bereitgestellt ist, wird der Steueranschluss 4 durch die Belastung nach unten gedrückt, und der sich horizontal erstreckende Abschnitt 4b des Steueranschlusses 4 wird gebogen.
  • Wie in den 4 und 5 veranschaulicht, umfasst die Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 1 das Gehäuse 1 mit der Öffnung 1a, die Halbleiterelemente 7, welche in dem Gehäuse 1 enthalten sind, das Steuersubstrat 10, welches oberhalb der Halbleiterelemente 7 in dem Gehäuse 1 angeordnet ist und auf welchem die Steuerschaltungen 11 zur Steuerung der Halbleiterelemente 7 angeordnet sind, den Deckel 2 zum Überdecken der Öffnung 1a des Gehäuses 1, und die Steueranschlüsse 4, deren einer Endabschnitt jeweils mit einer der Steuerschaltungen 11 verbunden ist, welche auf dem Steuersubstrat 10 angeordnet sind und deren anderer Endabschnitt aus dem Gehäuse 1 herausragt. Jeder der Steueranschlüsse 4 weist die Biegung 13 im Gehäuse 1 auf, und der Seitenabschnitt des Gehäuses 1 verfügt über den Träger 14, welcher eingerichtet ist, die Biegung 13 zu unterstützen.
  • Der Träger 14 kann somit den Steueranschluss 4 in einem Fall in einem Gehäuse 1 unterstützen, in welchem der Steueranschluss 4 durch eine auf den Steueranschluss 4 einwirkende Belastung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn der externe Verbinder 111 auf den Steueranschluss 4 aufgesetzt wird. Ein Verbiegen des Steueranschlusses 4 kann dadurch unterbunden werden. Dies ermöglicht eine Langzeitverwendung der Halbleitervorrichtung 100.
  • Der Steueranschluss 4 umfasst den vertikalen Abschnitt 4a, welcher sich von der Steuerschaltung 11 nach oben erstreckt, den sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b, welcher sich von dem Endabschnitt des vertikalen Abschnitts 4a, welcher der Steuerschaltung 11 gegenüberliegt, seitlich erstreckt, und den herausgezogenen Abschnitt 4c, welcher sich vom Endabschnitt des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b, welcher dem vertikalen Abschnitt 4a gegenüberliegt, nach oben erstreckt, und aus dem Loch 2a des Deckels 2 herausragt. Die Biegung 13 wurde zwischen dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b und dem herausgezogenen Abschnitt 4c gebogen. Der Träger 14 ist derart bereitgestellt, dass er vom Seitenabschnitt des Gehäuses 1 nach innen hervorragt, und dass er die Biegung 13 von unten unterstützen kann.
  • Der Abschnitt der Biegung 13, welcher mit dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b korrespondiert, wird folglich unterstützt, so dass ein Verbiegen des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b des Steueranschlusses 4 unterbunden werden kann.
  • Der Träger 14 unterstützt die Biegung 13 von unten, so dass ein Aufsetzen des externen Verbinders 111 auf den Steueranschluss 4 erleichtert wird.
  • Insbesondere ist, wie in 3 veranschaulicht, der Abstand s zwischen dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b und dem Träger 14 ausgebildet. Wenn eine übermäßige Belastung durch das Aufsetzen des externen Verbinders 111 auf den Steueranschluss 4 einwirkt, kann folglich eine auf den sich horizontal erstreckenden Abschnitt 4b einwirkende Belastung abgemildert werden, und ein übermäßiges Drücken des Steueranschlusses 4 durch den externen Verbinder 111 kann unterbunden werden.
  • <Ausführungsform 2>
  • Die Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 2 wird als Nächstes beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Steueranschlüsse 4 und des Trägers 14 in Ausführungsform 2. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand der Steueranschlüsse 4 veranschaulicht, in welchem diese in den Nuten 14a in Ausführungsform 2 aufgenommen sind. 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand der Steueranschlüsse 4 veranschaulicht, in dem diese in den Nuten 14a in einer Modifikation von Ausführungsform 2 aufgenommen sind. Ein bidirektionaler Pfeil Y in jeder der 6 bis 8 gibt eine Richtung einer Y-Achse an. In Ausführungsform 2 tragen dieselben Komponenten wie jene, die in Ausführungsform 1 beschrieben sind, dieselben Bezugszeichen, wie jene in Ausführungsform 1, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
  • Wie in den 6 und 7 veranschaulicht, weisen Abschnitte des Trägers 14, welche den Biegungen 13 der Steueranschlüsse 4 gegenüberliegen, die Nuten 14a auf, welche eingerichtet sind, die Biegungen 13 in Ausführungsform 2 aufzunehmen. Konkreter sind die Nuten 14a derart ausgebildet, dass sie entlang der Richtung der Y-Achse angeordnet sind, und Abschnitte des Trägers 14, welche Abschnitten der sich horizontal erstreckenden Abschnitte 4b gegenüberliegen, die näher an den herausgezogenen Abschnitten 4c liegen, weisen die Nuten 14a auf. Jede der Nuten 14a verfügt über eine Breite, die größer ist, als der Durchmesser jedes der sich horizontal erstreckenden Abschnitte 4b und eine Tiefe, die größer ist, als der Durchmesser des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b. Die Nut 14a kann somit einen Abschnitt des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 4b aufnehmen, welcher näher am herausgezogenen Abschnitt 4c umfassend die Biegung 13 des Steueranschlusses 4 liegt.
  • Wie oben beschrieben, weisen in der Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 2, die Abschnitte des Trägers 14, welche den Biegungen 13 der Steueranschlüsse 4 gegenüberliegen, die Nuten 14a auf, welche in der Lage sind, die Biegungen 13 aufzunehmen. Die Biegung 13 der Steueranschlüsse 4 ist folglich in einem Gehäuse aufgenommen, wobei die Steueranschlüsse 4 durch eine auf die Steueranschlüsse 4 einwirkende Belastung in das Gehäuse 1 gedrückt werden, wenn der externe Verbinder 111 auf die Steueranschlüsse 4 aufgesetzt wird, so dass ein seitliches Verschieben der Steueranschlüsse 4 in Richtung der Y-Achse unterbunden werden kann. Ein Kontakt zwischen benachbarten Steueranschlüssen 4 kann dadurch unterbunden werden.
  • Wie in 8 veranschaulicht, kann der Träger 14 eine größere Dicke aufweisen, als die im Fall der 6 und 7, und die Nuten 14a können jeweils eine größere Tiefe aufweisen, als jene im Fall der 6 und 7. Eine Stabilität beim Aufsetzen des externen Verbinders 111 kann dadurch verbessert werden.
  • <Ausführungsform 3>
  • Die Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 3 wird als Nächstes beschrieben. 9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand veranschaulicht, in dem der Träger 14 vom Seitenabschnitt des Gehäuses 1 in Ausführungsform 3 gelöst ist. In Ausführungsform 3 tragen dieselben Komponenten wie jene, die in den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben sind, dieselben Bezugszeichen wie jene in den Ausführungsformen 1 und 2, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
  • Wie in 9 veranschaulicht, ist der Träger 14 lösbar vom und anbringbar am Seitenabschnitt des Gehäuses 1 in Ausführungsform 3.
  • Der obere Abschnitt des Seitenabschnitts des Gehäuses 1 weist ein Gegenloch 1b auf, mit welchem ein nahes Ende 14b des Trägers 14 verbunden ist. Das Gegenloch 1b ist ein Durchgangsloch, und das nahe Ende 14b des Trägers 14 ist in einem Zustand verbunden, in welchem es in das Gegenloch 1b eingesetzt ist. Dadurch wird verhindert, dass der Träger 14 herausfällt. Das Gegenloch 1b ist etwas größer, als das nahe Ende 14b, so dass der Träger 14 vom Gegenloch 1b lösbar und an diesem befestigbar ist.
  • Wie oben beschrieben, weist der Seitenabschnitt des Gehäuses 1 in der Halbleitervorrichtung 100 in Ausführungsform 3 das Gegenloch 1b auf, mit welchem das nahe Ende 14b des Trägers 14 verbunden ist, und der Träger 14 ist lösbar vom Gegenloch 1b und mit diesem verbindbar.
  • Der Träger 14 beeinträchtigt daher keine Prozesse wie einen Drahtverbindungsprozess, einen Harzversiegelungsprozess, und einen Steuersubstrat-Befestigungsprozess bei der Fertigung der Halbleitervorrichtung 100. Eine Verbesserung der Ausbeute der Halbleitervorrichtung 100 wird daher erwartet.
  • Der Träger 14 in Ausführungsform 3 kann die in Ausführungsform 2 beschriebenen Nuten aufweisen. In diesem Fall kann ein Effekt ähnlich zu dem in Ausführungsform 2 erhaltenen Effekt erzielt werden.
  • <Ausführungsform 4>
  • Eine Halbleitervorrichtung 100A in Ausführungsform 4 wird als Nächstes beschrieben. 10 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 100A in Ausführungsform 4. In Ausführungsform 4 tragen dieselben Bezugszeichen wie jene, die in den Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben sind, dieselben Bezugszeichen wie jene in den Ausführungsformen 1 bis 3, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
  • Wie in 10 veranschaulicht, ist die Halbleitervorrichtung 100A zum Beispiel das IPM, und umfasst anstelle des Trägers 14 einen Träger 15, welcher am Deckel 2 in Ausführungsform 4 bereitgestellt ist. Die Halbleitervorrichtung 100A weist darüber hinaus Steueranschlüsse 24 anstelle der Steueranschlüsse 4 auf. Die Halbleitervorrichtung 100A kann ein von dem IPM abweichendes Modul sein.
  • Jeder der Steueranschlüsse 24 weist einen vertikalen Abschnitt 24a als den ersten Abschnitt und einen sich horizontal erstreckenden Abschnitt 24b als den zweiten Abschnitt auf. Der vertikale Abschnitt 24a erstreckt sich von der Steuerschaltung 11 aufwärts (vertikal). Der sich horizontal erstreckende Abschnitt 24b erstreckt sich seitlich (horizontal) von einem Endabschnitt des vertikalen Abschnitts 24a, welcher der Steuerschaltung 11 gegenüberliegt, und ragt aus einem Loch 1c als ein Durchgangsloch des Seitenabschnitts des Gehäuses 1 heraus.
  • Der Steueranschluss 24 weist auch die Biegung 13 im Gehäuse 1 auf. Die Biegung 13 wurde zwischen dem vertikalen Abschnitt 24a und dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 24b gebogen.
  • Der Träger 15 ragt von einer unteren Fläche des Deckels 2 nach unten hervor, um die Biegung 13 von einer Seite zu unterstützen, welche dem Loch 1c des Seitenabschnitts bezüglich des vertikalen Abschnitts 24a gegenüberliegt. Insbesondere wird ein Abschnitt der Biegung 13, welcher mit dem vertikalen Abschnitt 24a korrespondiert, unterstützt, so dass ein Verbiegen des vertikalen Abschnitts 24a unterbunden wird. Der Träger 15 verjüngt sich zu dessen entferntem Ende hin. Konkret ist eine Fläche des Trägers 15, welche dem vertikalen Abschnitt 24a gegenüberliegt, eine ebene Fläche, und eine gegenüberliege Fläche des Trägers 15 ist geneigt, so dass sich das entfernte Ende näher am vertikalen Abschnitt 24a befindet, als ein nahes Ende.
  • Das Verhältnis zwischen der Länge des Trägers 15 und dem Durchmesser des sich horizontal erstreckenden Abschnitts 24a ist dasselbe, wie das Verhältnis zwischen der Länge des Trägers 14 und des Durchmessers des in Ausführungsform 1 beschriebenen herausgezogenen Abschnitts 4c. Der Abstand s ist wie in Ausführungsform 1 zwischen dem vertikalen Abschnitt 24a und dem Träger 15 ausgebildet.
  • Wie oben beschrieben, umfasst die Halbleitervorrichtung 100A in Ausführungsform 4 das Gehäuse 1 mit der Öffnung 1a, die in dem Gehäuse 1 enthaltenen Halbleiterelemente 7, das Steuersubstrat 10, welches oberhalb der Halbleiterelemente 7 im Gehäuse 1 angeordnet ist und auf welchem die Steuerschaltungen 11 zur Steuerung der Halbleiterelemente 7 angeordnet sind, den Deckel 2, um die Öffnung 1a des Gehäuses 1 zu überdecken, und die Steueranschlüsse 24, welche jeweils mit einem Endabschnitt mit einer der Steuerschaltungen 11 verbunden sind, die auf dem Steuersubstrat 10 angeordnet sind und deren anderer Endabschnitt aus dem Gehäuse 1 herausragt. Jeder der Steueranschlüsse 24 weist die Biegung 13 im Gehäuse 1 auf, und der Deckel 2 verfügt über den Träger 15, welcher eingerichtet ist, die Biegung 13 zu unterstützen.
  • Der Träger 15 kann somit den Steueranschluss 24 in einem Fall unterstützen, in dem der Steueranschluss 24 durch eine auf den Steueranschluss 24 ausgeübte Belastung in das Gehäuse 1 gedrückt wird, wenn der externe Verbinder auf den Steueranschluss 24 aufgesetzt wird. Ein Verbiegen des Steueranschlusses 24 kann dadurch unterbunden werden.
  • Der Steueranschluss 24 weist den vertikalen Abschnitt 24a, welcher sich von der Steuerschaltung 11 aufwärts erstreckt und den sich horizontal erstreckenden Abschnitt 24a auf, welcher sich vom Endabschnitt des vertikalen Abschnitts 24a, welche der Steuerschaltung 11 gegenüberliegt, seitlich erstreckt, und aus dem Loch 1c des Seitenabschnitts des Gehäuses 1 herausragt. Die Biegung 13 wurde zwischen dem vertikalen Abschnitt 24a und dem sich horizontal erstreckenden Abschnitt 24b gebogen. Der Träger 15 ist derart bereitgestellt, dass er von der unteren Fläche des Deckels 2 herausragt, und dass er die Biegung 13 von der Seite unterstützen kann, welche dem Loch 1c des Seitenabschnitts bezüglich des vertikalen Abschnitts 24a gegenüberliegt.
  • Eine in Richtung eines Pfeils Q in 10 einwirkende Belastung kann folglich abgemildert werden, so dass bewirkt werden kann, dass der Steueranschluss 24 aus einer Seite der Halbleitervorrichtung 100A herausragt, ohne die Position des Überstandes des Steueranschlusses 24 zur Position oberhalb der Halbleitervorrichtung 100A zu beschränken. Ein Freiheitsgrad der Position des Überstandes des Steueranschlusses 24 wird dadurch verbessert.
  • Der Träger 15 kann die in Ausführungsform 2 beschriebenen Nuten aufweisen. In diesem Fall kann ein seitliches Verrutschen in einer Anordnungsrichtung der Steueranschlüsse 24 wie in Ausführungsform 2 unterbunden werden. Ein Kontakt zwischen benachbarten Steueranschlüssen 24 kann dadurch unterbunden werden. In einem Fall, in dem die Nuten eine größere Tiefe aufweisen, als im Fall der 6 und 7, kann eine Stabilität beim Aufsetzen des externen Verbinders verbessert werden.
  • Ausführungsformen können frei miteinander kombiniert werden, und können in geeigneter Weise modifiziert oder ausgelassen werden.
  • Während die Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
  • 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
    • WO 2012/066833 [0006, 0007]

Claims (5)

  1. Halbleitervorrichtung (100, 100A) aufweisend: • ein Gehäuse (1) mit einer Öffnung (1a); • ein Halbleiterelement (7), welches in dem Gehäuse (1) enthalten ist; • ein Steuersubstrat (10), welches oberhalb des Halbleiterelementes (7) im Gehäuse (1) angeordnet ist, eine Steuerschaltung (11) zum Steuern des Halbleiterelementes (7), welche auf dem Steuersubstrat (10) angeordnet ist; • einen Deckel (2), um die Öffnung (1a) des Gehäuses (1) zu überdecken; und • einen Steueranschluss (4, 24), welcher mit einem Endabschnitt mit der auf dem Steuersubstrat (10) angeordneten Steuerschaltung (11) verbunden ist und dessen anderer Endabschnitt aus dem Gehäuse (1) herausragt, wobei • der Steueranschluss (4, 24) eine Biegung (13) im Gehäuse (1) aufweist, und • ein Seitenabschnitt des Gehäuses (1) oder des Deckels (2) über einen Träger (14, 15) verfügt, welcher eingerichtet ist, die Biegung (13) zu unterstützen.
  2. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei • der Steueranschluss (4) einen ersten Abschnitt (4a), einen zweiten Abschnitt (4b), und einen dritten Abschnitt (4c) aufweist, wobei sich der erste Abschnitt (4a) von der Steuerschaltung (11) aufwärts erstreckt, wobei sich der zweite Abschnitt (4b) von einem Endabschnitt des ersten Abschnitts (4a), welcher der Steuerschaltung (11) gegenüberliegt, seitlich erstreckt, wobei sich der dritte Abschnitt (4c) von einem Endabschnitt des zweiten Abschnitts (4b), welcher dem ersten Abschnitt (4a) gegenüberliegt, nach oben erstreckt und aus einem Loch (2a) des Deckels (2) herausragt, • die Biegung (13) zwischen dem zweiten Abschnitt (4b) und dem dritten Abschnitt (4c) gebogen wurde, und • der Träger (14) derart bereitgestellt ist, dass er vom Seitenabschnitt des Gehäuses (1) nach innen hervorragt, und in der Lage ist, die Biegung (13) von unten zu unterstützen.
  3. Halbleitervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei • der Seitenabschnitt des Gehäuses (1) ein Gegenloch (1b) aufweist, mit welchem ein naher Endabschnitt (14b) des Trägers (14) verbunden ist, und • der Träger (14) vom Gegenloch (1b) lösbar und mit diesem verbindbar ist.
  4. Halbleitervorrichtung (100A) nach Anspruch 1, wobei • der Steueranschluss (24) einen ersten Abschnitt (24a) und einen zweiten Abschnitt (24b) aufweist, wobei sich der erste Abschnitt (24a) von der Steuerschaltung (11) nach oben erstreckt, wobei sich der zweite Abschnitt (24b) von einem Endabschnitt des ersten Abschnitts (24a), welcher der Steuerschaltung (11) gegenüberliegt, seitlich erstreckt und aus einem Loch (1c) des Seitenabschnitts des Gehäuses (1) herausragt, • die Biegung (13) zwischen dem ersten Abschnitt (24a) und dem zweiten Abschnitt (24b) gebogen wurde, und • der Träger (15) derart bereitgestellt ist, dass er von einer unteren Fläche des Deckels (2) nach unten hervorragt, und in der Lage ist, die Biegung (13) von einer Seite, welche dem Loch (1c) des Seitenabschnitts gegenüberliegt, bezüglich des ersten Abschnitts (24a) zu unterstützen.
  5. Halbleitervorrichtung (100, 100A) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Abschnitt des Trägers (14, 15), welcher der Biegung (13) des Steueranschlusses (4, 24) gegenüberliegt, eine Nut (14a) aufweist, welche eingerichtet ist, die Biegung (13) aufzunehmen.
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