DE10218071B4 - Kondensatormodul und dieses verwendende Halbleitereinrichtung - Google Patents

Kondensatormodul und dieses verwendende Halbleitereinrichtung Download PDF

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Abstract

Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G), umfassend: zwei Keramikkondensatoren (61) mit je einer Hauptfläche, je einem Paar von Seitenflächen und externen Elektroden (67), die jeweils an einem Paar von Seitenflächen vorhanden sind, die in entgegengesetzte Richtungen weisen; Anschlussteile (68; 63a, 64a), die jeweils mit externen Elektroden (67) der Keramikkondensatoren (61) verbunden sind, wobei die Anschlussteile (68; 63a, 64a) elektrisch leitend und flexibel sind; einen Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63), der Anschlussteile (68; 63a) an jeweils einer Seite der Keramikkondensatoren (61) mit einem Positivpolaritäts-Leiter (41) verbindet, der extern vorgesehen ist; einen Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64), der Anschlussteile (68; 64a) an der jeweils anderen Seite der Keramikkondensatoren (61) mit einem Negativpolaritäts-Leiter (43) verbindet, der extern vorgesehen ist; und eine Leiterplatte (62), die mit dem Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) sowie dem Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) versehen ist; wobei die Leiterplatte (62) zwischen den Keramikkondensatoren (61) angeordnet ist; die Leiterplatte (62) aus einem Kunstharz (65) ausgebildet ist, das derart geformt ist, dass der Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) und der Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) in die Leiterplatte (62) eingelegt sind und mit der Leiterplatte (62) einstückig geformt sind; die Hauptflächen der Keramikkondensatoren (61) an Hauptflächen der Leiterplatte (62) angeordnet sind; und jeweils ein flexibles Teil (69) zwischen dem jeweiligen Keramikkondensator (61) und der Leiterplatte (62) angeordnet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kondensatormodul und eine Halbleitereinrichtung, die dieses Kondensatormodul verwendet und insbesondere ein Kondensatormodul, das zum Aufbauen einer Umrichtereinrichtung verwendet wird und eine Halbleitereinrichtung, die dieses Kondensatormodul verwendet.
  • 2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Umrichter sind vielfach verwendet in verschiedenen Arten von Verbraucher-orientierten oder industriellen Elektronikanwendungen. Beispielsweise in einem von einem Wechselstrommotor angetriebenen Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, das von einem eingebauten Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angetrieben wird, wird ein Umrichter 101 (auf den nachstehend Bezug genommen wird als Stand der Technik 1) zwischen dem Elektromotor und einer Gleichstromenergieversorgung angeordnet, wie in 20 gezeigt. Wie in einer Draufsicht der 18 gezeigt und einer Schnittansicht der 19, besteht der Umrichter 101 aus einer Halbleitereinrichtung 102 und einem Glättkondensator 110, der außerhalb der Halbleitereinrichtung 102 angeordnet ist. Der Glättkondensator 110 ist erforderlich zum Reduzieren von Wellenspannungsänderungen in der Gleichstromenergieversorgung. Die Halbleitereinrichtung 102 setzt den Gleichstrom in Wechselstrom um durch die Schalteinrichtungen 120 und die Dioden 121, die auf einer isolierenden Platine 125 montiert sind oder, umgekehrt, wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um. Wenn ein Drei-Phasen-Drehstrommotor verwendet wird, hat die Halbleitereinrichtung 102 drei Phasen: Eine U-Phase 140, eine V-Phase 141 und eine W-Phase 142. Die isolierende Platine 125 ist an einer Wärmeabstrahlplatte 160 montiert, die an einem Gehäuse 150 befestigt ist, das aus einem Kunstharz hergestellt ist. Eine Vielzahl von Leiter zur internen Verdrahtung ist eingebettet in das Gehäuse 150 durch Einfügeformen. Die Leiter haben freiliegende Abschnitte in der Oberfläche des Gehäuses 150, die einen P-Anschluss, einen N-Anschluss 131 auf der Gleichstromseite bilden und einen U-Anschluss 132, einen V-Anschluss 133 und einen W-Anschluss 134 auf der Wechselstromseite. Auch sind die Verbinder mit den Schalteinrichtungen 120 und den Dioden 121 durch ein Verdrahtungsmuster und Aluminiumdrähte (nicht dargestellt), die an der Oberfläche der isolierenden Platine 125 ausgebildet sind, verbunden, hierbei die in 20 gezeigte Schaltung bildend. Eine Gleichspannungsenergieversorgung ist mit dem P-Anschluss 130 und dem N-Anschluss 131 verbunden. Ein Dreiphasendrehstrommotor ist mit dem U-Anschluss 132, dem V-Anschluss 133 und dem W-Anschluss 134 auf der Wechselstromseite verbunden.
  • Wie oben erwähnt, ist der Glättkondensator 110 außerhalb der Halbleitereinrichtung 102 vorgesehen, wenn die Halbleitereinrichtung aus dem Umformer nach dem Stand der Technik 1 besteht. Aus diesem Grund sind die Verdrahtungsleitungen zwischen dem Glättkondensator 110 und den Schalteinrichtungen 120 in der Halbleitereinrichtung 102 lang und ihre Induktanz ist groß. Unter solchen Bedingungen kann eine hohe Stoßspannung bewirkt werden.
  • Daher besteht ein Bedürfnis, die Belastungsfestigkeit von Halbleiterelementen zu erhöhen und einer Anhebung der Herstellungskosten ist unvermeidbar. Da die Induktanz anwächst, ist es erforderlich, die Kapazität des Glättkondensators 110 anzuheben, um die Welligkeit in der Spannung der Gleichstromenergieversorgung zu reduzieren. Daher muss der Glättkondensator 110 in seiner Größe anwachsen, was zu einem Anwachsen der Gesamtgröße des Umrichters 101 fuhrt.
  • Gewöhnlich wird ein Elektrolytkondensator in zylindrischer Form oder ähnlich verwendet als Kondensator mit großer Kapazität. Wenn ein solcher Kondensator verwendet wird, ist es schwierig, den Raum effizient zu nutzen. Dies ist ein Hindernis beim Reduzieren der Größe des Umrichters 101.
  • Die japanische offengelegte Patentanmeldung JP H10-304680 A offenbart die Verwendung eines Keramikkondensators als Glättkondensator 110 zum Reduzieren der Größe einer Halbleitereinrichtung und eine Struktur, in der der Keramikkondensator in der Nähe der Schalteinrichtung innerhalb der Halbleitereinrichtung platziert ist (Stand der Technik 2). 21 bis 23 zeigen den Aufbau einer konventionellen Energiewandlereinrichtung, die in der in dieser Veröffentlichung offenbarten Beschreibung beschrieben ist.
  • In einer Ausgestaltung der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP H10-304680 A offenbarten Energiewandlereinrichtung wird ein Keramikkondensator C verwendet als Glättkondensator und ist montiert an einer Schalteinrichtungsplatine 226, auf der Bipolartransistoren mit isoliertem Gateanschluss (IGBT) usw. montiert sind. Der Keramikkondensator C wird über ein Kühlteil 218 gekühlt, mit dem IGBTs usw. auch gekühlt werden. Speziell, wie in 22 gezeigt, ist der Keramikkondensator C, der die Form eines im Wesentlichen rechteckigen Blocks hat, horizontal positioniert zwischen Energieversorgungs-Verdrahtungsleiter auf der Plus- und Minusseite (auf die nachstehend Bezug genommen wird als P-Polaritäts-Leiter 236P und N-Polaritäts-Leiter 236N) horizontal platziert. Alternativ ist der Keramikkondensator C vertikal platziert, wie in 23 gezeigt. Drei Keramikkondensatoren, die parallel verbunden sind miteinander, können in einem Eins-zu-Eins-Verhältnis mit den drei Phasen vorgesehen sein zum Realisieren eines Glättkondensators.
  • Einer der Vorteile der Verwendung eines Keramikkondensators als Glättkondensator ist, dass ein Keramikkondensator einen kleineren Innenwiderstand hat als ein Elektrolytkondensator und ein Limitieren der Kapazität auf einen zum Glätten erforderlichen Wert ermöglicht, wohingegen beim Stand der Technik die Kapazität eingestellt ist auf einen vergleichbar großen Wert zum Absorbieren einer Wellenspannung. Speziell kann die erforderliche Kapazität des Glättkondensators begrenzt werden auf einige hundert Mikrofarad, während die erforderliche Kapazität im Stand der Technik einige zehn Millifarad ist. Folglich kann der Glättkondensator in seiner Größe reduziert werden.
  • Die oben beschriebene Struktur hat ein Problem in bezug auf ein Verfahren zum Verbinden zwischen dem Keramikkondensator C und jedem der P-Polaritäts-Leiter 236P und N-Polaritäts-Leiter 236N. Es wird ein Fall diskutiert werden, in dem drei Keramikkondensatoren, die parallel geschaltet sind, als Glättkondensator dienen in der Art, die in der oben erwähnten Veröffentlichung im beschriebenen Beispiel der Umrichtereinrichtung offenbart ist, die in einem Elektrofahrzeug montiert ist.
  • In der in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbarten Beschreibung wird ausgesagt, dass die für das Glätten erforderliche Kapazität begrenzt werden kann auf einige hundert Mikrofarad, wenn ein Keramikkondensator verwendet wird als Glättkondensator. Jedoch wird die äußere Größe eines Keramikkondensators in einem Fall, wenn drei Keramikkondensatoren parallel geschaltet werden zueinander, wie in der offenbarten Beschreibung beschrieben zum Realisieren eines solchen Kondensators angenommen als mindestens einige zehn Quadratmillimeter groß.
  • Das Verfahren des Verbindens des Keramikkondensators C und jedes von dem P-Polaritäts-Leiter 236P und dem N-Polaritäts-Leiter 236N ist nicht in der oben erwähnten Veröffentlichung detailliert beschrieben, aber der Keramikkondensator C und jeder von den P-Polaritäts-Leiter 236P und N-Polaritäts-Leiter 236N in dem Zustand, der aus den 22 und 23 verstanden wird, sind miteinander verbunden wobei ihre Oberflächen einander gegenüber liegen. Vom Betrachtungspunkt der Montage in einem Elektrofahrzeug wird überlegt, dass es erforderlich ist für die verbundenen Flächen, zuverlässig im verbundenen Zustand gehalten zu werden, selbst wenn sie veranlasst werden, zu vibrieren, und es ist auch erforderlich für die verbundenen Flächen, nicht nur in Kontakt miteinander zu sein sondern auch in einem Zustand zu sein, in dem sie fest aneinander befestigt sind. Außerdem, während es erforderlich ist, einen substanziell hohen Druck auf die Kontaktflächen auszuüben, um eine zuverlässige Verbindung durch Kontaktieren sicherzustellen, ist keine Einrichtung vorgesehen zum Anwenden eines Kontaktdruckes auf die Kontaktflächen in der Art, wie aus der Offenbarung der oben erwähnten Veröffentlichung verstanden wird und es kann leicht gemutmaßt werden, dass der Stand der Technik bloß mit einer gedachten Befestigung der verbundenen Oberflächen vorgeschlagen wurde.
  • Außerdem ist es, um die best mögliche Nutzung der Kapazität eines Keramikkondensators zu erhalten erforderlich, die Gleichförmigkeit der Stromdichte in dem Keramikkondensator zu maximieren. Für diesen Effekt ist es erforderlich, dass jeder von den P-Palaritäts-Leiter 236P und den N-Polaritäts-Leiter 236N im Wesentlichen mit der gesamten Oberfläche einer externen Elektrode des Keramikkondensators verbunden sind oder dass die Verbindung gleichförmig verteilt wird an im Wesentlichen den gesamten Bereich der externen Elektrode des Keramikkondensators.
  • Gewöhnlich wird ein Metall wie Kupfer mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und niedrigem Preis als Material für den P-Polaritäts-Leiter 236P und den N-Polaritäts-Leiter 236N verwendet, mit denen der Keramikkondensator verbunden ist.
  • Aus den oben beschriebenen Gründen ist es erforderlich zur Implementierung des Standes der Technik, der in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart ist, dass Materialen mit unterschiedlichem linearen Ausdehnungskoeffizienten verwendet werden, d. h., eine Keramik und ein Metall sind in einem solchen Zustand miteinander verbunden, dass der Kontaktbereich dazwischen einige zehn Quadratmillimeter groß ist. In Implementationen des Standes der Technik kann unter solchen Voraussetzungen das Auftreten spürbarer thermischer Belastung in Abschnitten der beiden miteinander verbundenen Teilen nicht vermieden werden. Beispielsweise hat im Falle der Umrichtereinrichtung, die in einem Elektrofahrzeug montiert ist, das als ein Beispiel in der Beschreibung in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart ist, die Umrichtereinrichtung einen Betriebstemperaturbereich von –40 Grad bis 125 Grad und die Komponenten sind wiederholten thermischen Prozessen unterworfen bedingt durch Temperaturänderungen in diesem Bereich. In einer solchen Situation ist es unvermeidbar, dass die Verbindung oder der Keramikkondensator selbst ernsthaft zerstört werden durch thermische Belastung bedingt durch die thermischen Prozesse.
  • In dem Fall, in dem ein Mehrlagenkeramikkondensator beispielsweise einer, der eine Bariumtitanatkeramik als Dielektrikum verwendet, bei einer hohen Spannung oder in einem Hochfrequenzbereich verwendet wird, kann außerdem leicht Elektrostriktion auftreten bedingt durch ein piezoelektrisches Phänomen des Dielektrikums, das in dem Hauptteil des Kondensators vorgesehen ist. Der Umfang der Elektrostriktion ist speziell groß, wenn die Kapazität des Mehrlagenkeramikkondensators groß ist. Wenn in einer Situation, in der eine solche Elektrostriktion bewirkt wird, die Verbindungsteile mit den externen Elektroden in einem Zustand verbunden sind, in dem die Verbindungsflächen einander gegenüber liegen in der in Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen Weise, wie sie in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbart ist, ist eine Verschiebung des Kondensatorgehäuses bedingt durch Elektrostriktion vergleichsweise stark eingeschränkt durch die Verbindungsteile zum Reduzieren des Auskommens der durch Elektrostriktion bedingten Belastung um einen vergleichsweise großen Betrag. Es besteht die Möglichkeit des Zerstörens des Keramikkondensators als Ergebnis einer solchen Bedingung.
  • Es wird jedoch angenommen, dass die in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung JP H10-304680 A offenbarte Struktur entworfen worden ist ohne die Beachtung einer solchen Belastung bedingt durch Hitze oder Elektrostriktion.
  • Die japanische offengelegte Patentanmeldung JP 2000-223355 A und JP 2000-235931 A offenbaren Strukturen (auf die nachstehend Bezug genommen wird als Stand der Technik 3 und 4), die entworfen worden sind zum Vermeiden von Problemen von thermischer Belastung und Elektrostriktion wie den oben beschriebenen und in denen ein aus einer Metallplatte erstelltes Anschlussteil vorgesehen ist als externe Elektrode des Keramikkondensators um Belastung, die an der Verbindung und dem Keramikkondensatorhauptteil wirkt durch die Formation des eine Krümmung einschließenden Anschlussteils zu reduzieren. Bei dem in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP H10-304680 A offenbarten Stand der Technik ist jedoch keine Anwendung eines Keramikkondensators mit einem solchen Anschlussteil angenommen. Vom Stand der Technik kann kein Hinweis auf ein Verfahren zum Anwenden eines solchen Keramikkondensators erhalten werden. Auch wird bei den Keramikkondensatoren, die in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen JP 2000-223355 A und JP 2000- 235931 A offenbart sind, angenommen, dass sie mit einem ebenen Teil wie z. B. einer Platine verbunden sind ohne die Annahme von Einfügungen zwischen Leitern, die einander gegenüber liegen wie in den 22 und 23 in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP H10-304680 A gezeigt. Von diesem Stand der Technik kann kein Hinweis zu einem Verfahren einer solchen Anwendung erhalten werden.
  • Außerdem, wenn P-Polaritäts- und N-Polaritäts-Leiter entlang einer Ebene in einer Anwendung des Keramikkondensators, der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP 2000- 223355 A oder JP 2000-235931 A offenbart ist, angeordnet sind, ist der Keramikkondensator in einer horizontalen Position. Bemerke, dass der Begriff ”horizontale Position” sich auf einen Zustand bezieht, in dem der Keramikkondensator derart angeordnet ist, dass eine der Oberflächen des Keramikkondensators mit dem größten Bereich (auf die nachstehend als Hauptfläche Bezug genommen wird) horizontal angeordnet ist. Alternativ kann der Keramikkondensator in einer vertikalen Position sein. Die Hauptfläche des Keramikkondensators ist in dieser Position senkrecht zur Oberfläche, an der der Keramikkondensator montiert wird. Wenn die Größe des Keramikkondensators einige zehn Quadratmillimeter ist und wenn der Keramikkondensator in horizontaler Position ist, ist die Größe der Halbleitereinrichtung spürbar groß. Um dies zu vermeiden, wird der Keramikkondensator vertikal positioniert oder oberhalb der Energieumwandlerschaltung platziert. Es ist jedoch schwierig, für jeden der Keramikkondensatoren, die in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen JP 2000- 223355 A oder JP 2000-235931 A offenbart sind, mit den P-Polarität- und N-Polaritäts-Leiter verbunden zu sein während sie in einer Position gehalten werden, die von der horizontalen Position abweicht. Daher ist der Freiheitsgrad des Positionierens des Kondensators gering.
  • Selbst wenn Abschnitte der P-Polaritäts- und N-Polaritäts-Leiter aufrecht hochgezogen sind, wie in 23 im in der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nummer JP H10-304680 A offenbarten Stand der Technik gezeigt, ist es erforderlich, einige Maßnahmen zu ergreifen zum Ermöglichen des Verbindens des Keramikkondensators mit den vertikalen Oberflächen, beispielsweise Maßnahmen zum Stützen des Keramikkondensators, bevor der Keramikkondensator verbunden und befestigt wird oder ein Verfahren des Änderns der Ausrichtung der Halbleitereinrichtung in horizontal unter Beibehalten der Abschnitte, mit denen der Keramikkondensator verbunden ist. In einem solchen Fall sind mühsame Operationen erforderlich und ein Anwachsen der Herstellungskosten der Halbleitereinrichtung wird bewirkt.
  • Der Keramikkondensator und die Anschlussteile sind durch Löten miteinander verbunden. Wenn dasselbe Lot wie das zum Verbinden des Keramikkondensators und der Anschlussteile verwendet wird zum Verbinden des Keramikkondensators und des P-Polaritäts- und N-Polaritäts-Leiters (d. h., des Positivpolaritäts-Leiter und des Negativpolaritäts-Leiters) gibt es ein Risiko, dass das Lot zum Verbinden zwischen dem Keramikkondensator und den Anschlussteilen geschmolzen wird, um ein Verschieben der Verbindungspositionen oder eine Verbindungsunterbrechung des Keramikkondensators und der Anschlussteile zu ermöglichen.
  • Beim Stand der Technik 1, sind wie oben beschrieben, die Verdrahtungsleitungen zwischen dem Glättkondensator und den Schalteinrichtungen lang, ihre Induktanz ist groß und es besteht der Bedarf, die Kapazität des Glättkondensators derart zu erhöhen, dass die Größe des Glättkondensators anwächst. Beim Stand der Technik 2 wird hierzu ein Keramikkondensator verwendet zum Erzielen einer Reduzierung der Größe, aber es besteht die Möglichkeit, dass der Keramikkondensator zerstört wird wenn er durch thermische Belastung oder Elektrostriktion beansprucht wird, da der Keramikkondensator und jeder von den P-Polaritäts- und N-Polaritäts-Leitern mit ihren einander gegenüber liegenden Oberflächen verbunden sind. Jeder des Standes der Technik 3 und 4 hat ein gewisses Maß an Lösung des Druckproblems. Bei jeder dieser Lösungen des Standes der Technik ist jedoch der Grad an Freiheit, mit der der Kondensator positioniert werden kann wenn er in einer Halbleitereinrichtung oder ähnlichem montiert wird, gering und ein Erhöhen der Größe der Halbleitereinrichtung kann nicht vermieden werden.
  • Zusätzlich ist aus der US 6215679 B1 ein Wechselrichter bekannt mit einem Glättungskondensator, welcher in einer Gel-Füllung eingebettet ist.
  • Außerdem ist aus der DE 2257232 A eine Kombination einer elektrischen Verdrahtungsanordnung mit Keramiksubstrat mit einem starren, thermisch leitenden Trägerteil und einer zwischengeschalteten Lage aus viskoelastischem Material bekannt.
  • Schließlich ist aus der JP H06-69625 A ein weiteres Verfahren zur Montage eines Kondensators bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Blick auf die oben erwähnten Probleme ist es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, ein Kondensatormodul bereitzustellen, mit der Fähigkeit thermischer Belastung standzuhalten, die auf einen Keramikkondensator wirkt und Belastung, die bedingt ist durch Elektrostriktion in dem Keramikkondensator und das einen höheren Freiheitsgrad der räumlichen Anordnung hat.
  • Ein anderes Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitereinrichtung bereitzustellen, die unter Verwendung des Kondensatormoduls aufgebaut ist mit verbesserter Zuverlässigkeit und verringerter Größe.
  • Die oben genannten Probleme und Anliegen werden durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Diese Ziele im Blick umfasst das Kondensatormodul der vorliegenden Erfindung: Einen Keramikkondensator mit Hauptflächen gegenüber entgegengesetzten Richtungen, Seitenflächen gegenüber anderen entgegengesetzten Richtungen und externen Elektroden, die jeweils an den gegenüber anderen entgegengesetzten Richtungen angeordneten Seitenflächen vorgesehen sind; Anschlussteile, die jeweils mit externen Elektroden des Keramikkondensators verbunden sind, wobei die Anschlussteile elektrische Leitfähigkeit und Flexibilität haben; einen Positivpolaritätsverbindungs-Leiter, der das Anschlussteil an einer Seite des Keramikkondensators mit einem Positivpolaritäts-Leiter verbindet, der extern vorgesehen ist; einen Negativpolaritätsverbindungs-Leiter, der das Anschlussteil an der anderen Seite des Keramikkondensators mit einem Negativpolaritäts-Leiter verbindet, der extern vorgesehen ist; und eine Leiterplatte, die mit dem Positivpolaritätsverbindungs-Leiter und dem Negativpolaritätsverbindungs-Leiter versehen ist, wobei die Hauptfläche des Keramikkondensators auf der Leiterplatte gestützt ist.
  • Ein flexibles Teil kann zwischen dem Keramikkondensator und der Leiterplatte eingefügt sein.
  • Auch kann jeder von dem Positivpolaritätsverbindungs-Leiter und dem Negativpolaritätsverbindungs-Leiter einstückig ausgebildet sein mit dem Anschlussteil.
  • Der Positivpolaritätsverbindungs-Leiter und der Negativpolaritätsverbindungs-Leiter können parallel zueinander angeordnet sein in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet mit einer dazwischen eingefügten Schicht.
  • Außerdem beruht die vorliegende Erfindung auf einer Halbleitereinrichtung unter Verwendung des oben beschriebenen Kondensatormoduls.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigt:
  • 1 eine Draufsicht einer Struktur einer Halbleitereinrichtung in einer Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Schaltungsdiagramm der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine Vorderansicht der Struktur eines Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Schnitt-Draufsicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Seitenansicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Vorderansicht einer Struktur eines Kondensatormoduls 60 in einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Schnitt-Draufsicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Seitenansicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine Vorderansicht einer Struktur eines Kondensatormoduls 60 in einer fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
  • 13 eine Schnitt-Draufsicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 14 eine Seitenansicht der Struktur des Kondensatormoduls 60 in der Ausgestaltung 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 16 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 17 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur der Halbleitereinrichtung in der Ausgestaltung 8 der vorliegenden Erfindung;
  • 18 eine Draufsicht einer Struktur eines konventionellen Umrichters;
  • 19 eine Schnitt-Seitenansicht der Struktur des konventionellen Umrichters;
  • 20 ein Schaltungsdiagramm des konventionellen Umrichters; 21(a) u. 21(b) Darlegung eines Schaltungsaufbaus eines anderen konventionellen Umrichters und einen montierten Zustand des Umrichters;
  • 22 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Schalteinrichtungsplattenkonfiguration in dem konventionellen Umrichter, der in 21 gezeigt ist; und
  • 23 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Modifikation der Schalteinrichtungsplattenkonfiguration in dem konventionellen Umrichter, der in 21 gezeigt ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
  • Ausgestaltung 1
  • Ein Kondensatormodul und eine Halbleitereinrichtung in Ausgestaltung 1 der vorliegenden Erfindung werden beschrieben unter Bezugnahme auf die Draufsicht der 1, die den Aufbau der Halbleitereinrichtung zeigt, die Schnitt-Seitenansicht der 2 und das Schaltungsdiagramm der 3. Wie in 1 zu sehen ist, sind in dieser Ausgestaltung sechs IGBTs (Schalteinrichtungen, insbesondere Bipolartransistoren mit isoliertem Gate-Anschluss) 21 und sechs Dioden 22 mit einem Kupferverdrahtungsmuster 26 verlötet, dass an einer oberen Oberfläche einer aus einer Keramik wie z. B. Aluminiumnitrid hergestellten isolierenden Platte 25 ausgebildet ist. Die IGBTs 21 und die Dioden 22 bilden eine Energieumformerschaltung mit einer Vielzahl von Phasen (drei Phasen in dem in 1 gezeigten Beispiel). Die IGBTs 21 und die Dioden 22 sind mit abwechseln vertauschter Position angeordnet. D. h., die Ausrichtung und die Reihenfolge, in der ein IGBT 21 und eine Diode 22 in jeder der sechs Kombinationen von IGBTs 21 und Dioden 22 angeordnet sind, ist umgekehrt in Bezug auf jede andere Kombination. Energie wird der Energieumformerschaltung in jeder Phase durch einen Positivpolaritäts-Leiter 41 (im Folgenden auch als ”P-Polaritäts-Leiter” bezeichnet) und einen Negativpolaritäts-Leiter 43 (im Folgenden auch als ”N-Polaritäts-Leiter” bezeichnet) zugeführt. Die isolierende Platte 25 wird an einer Wärmeabstrahlplatte 71 angelötet, wie in 2 gezeigt. Von den IGBTs 21 und den Dioden 22 generierte Wärme wird zu der Wärmeabstrahlplatte 71 durch die isolierende Platte 25 geleitet und die Wärmeabstrahlplatte 71 wird mit Hilfe von (nicht dargestellten) Kühlmitteln gekühlt, die unter der unteren Oberfläche der Wärmeabstrahlplatte 71 angeordnet sind.
  • Ein Gehäuse 30 ist ein aus einem Kunstharz wie z. B. Polyethylensulfid (PPS) geformtes Teil mit dem P-Polaritäts-Leiter 41, dem N-Polaritäts-Leiter 43, einem U-Polaritäts-Leiter 45, einem V-Polaritäts-Leiter 47 und einem W-Polaritäts-Leiter 49 einstückig eingelegt in und integriert mit dem Kunstharz. Die Leiter 41, 43, 45, 47 und 49 haben jeweils freiliegende Abschnitte an Oberflächen des Gehäuses 30, welche Abschnitte einen P-Polaritätsanschluss 42, einen N-Polaritätsanschluss 44, einen U-Polaritätsanschluss 46, eine V-Polaritätsanschluss 48 und einen W-Polaritätsanschluss 50 bilden. Wie in 3 gezeigt, ist eine Gleichstromenergieversorgung 92 mit dem P-Polaritätsanschluss 42 und dem N-Polaritätsanschluss 44 verbunden und ein Dreiphasendrehstrommotor 91 ist mit dem U-Polaritätsanschluss 46, dem V-Polaritätsanschluss 48 und dem W-Polaritätsanschluss 50 verbunden. Der P-Polaritäts-Leiter 41 und der N-Polaritäts-Leiter 43 haben freigelegte Abschnitte an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 30 und die Kondensatormodule 60, die als Glättkondensator dienen, sind mit den freigelegten Abschnitten verbunden. In dieser Ausgestaltung ist jedes Kondensatormodul 60 in einer vertikalen Position angeordnet, wie in 2 gezeigt, hierdurch dem Bereich am Boden des Kondensatormoduls 60 ermöglichend, reduziert zu sein (verglichen mit dem Bodenbereich in einem Gehäuse, wenn das Kondensatormodul in horizontaler Position angeordnet ist). Die Struktur des Kondensatormoduls 60 und das Verfahren zum Verbinden des Kondensatormoduls 60 mit dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 wird unten genauer beschrieben. Diese jeweilige Komponenten sind über Aluminiumdrähte 23 verbunden zur Realisierung des Schaltungsaufbaus, der in 3 gezeigt ist.
  • 4, 5 und 6 sind eine Frontansicht, eine Schnittansicht von oben betrachtet bzw. eine Seitenansicht der Struktur des Kondensatormoduls 60. Das Kondensatormodul 60 besteht aus zwei Keramikkondensatoren 61, von denen jeder im Wesentlichen eine rechteckige Form hat und gegenüber entgegengesetzten Richtungen angeordnete Hauptflächen und gegenüber anderen entgegengesetzten Richtungen angeordnete Seitenflächen, und aus einer geformten Leiterplatt 62, auf der eine Hauptfläche jedes Keramikkondensators 61 gestützt ist. Außerdem besteht die geformte Leiterplatte 62 aus einem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und einem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64, die je aus einem Metall wie z. B. Kupfer oder Aluminium mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt sind und aus einem Kunstharz 65 zum Formen dieser derart, dass die Leiter eingelegt sind in und integriert kombiniert sind mit dem Kunstharz. Jeder der P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 hat einen Seitenendabschnitt und einen unteren Endabschnitt, die freigelegt sind von dem geformten Kunstharz 65. Eine Isolationsschicht 66 aus Kunstharz 65 ist zwischen dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 ausgebildet.
  • Jeder Keramikkondensator 61 in Form eines Blocks, der als Glättkondensator dient, ist mit dem Seitenendabschnitt des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64 verbunden, die aus dem Formteil freigelegt sind. Externe Elektroden 67 sind an den Seitenflächen des Keramikkondensators 61 ausgebildet, in entgegengesetzte Richtungen zeigend. Ein Ende jedes Anschlussteils 68, das beispielsweise aus einer Metallplatte gebildet ist und eine hohe elektrische Leitfähigkeit hat, ist mit jeder der externen Elektroden 67 verlötet. Das andere Ende jedes Anschlussteils 68 ist festphasenverbunden durch Ultraschalldruckverbindung oder ähnliches mit dem Abschnitt des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 oder des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64, die aus der Form freigelegt sind. Die Anschlussteile 86 mit einem gewissen Grad an Flexibilität sind zum Zwecke der Belastungsreduzierung vorgesehen. Beispielsweise können die Anschlussteile 68 eine Struktur haben wie die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2000-235931 offenbarte, bei denen (nicht dargestellte) in Richtung der externen Elektrode 67 und des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 oder des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64 hervorstehende Fortsätze enthalten sind und in denen jeder Verbindungsabschnitt des Anschlussteils 68 sich im Wesentlichen linear entlang eines Abschnitts der externen Elektrode 67, des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64 erstreckt. Außerdem können die Anschlussteile 68 irgendeine andere Struktur haben, solange sie flexibel sind. Die Anschlussteile 68 können eine derartige Struktur haben, wie in 4 bis 6 gezeigt ist. D. h., wie aus den 4 bis 6 erkennbar, dass jedes Anschlussteil 68 eine Form eines Streifens hat und derart ausgearbeitet ist, dass es seine gegenüber liegenden Endabschnitte jeweils umgebogen hat um einen vorbestimmten Winkel und derart, um mindestens den abgewinkelten Abschnitten zu ermöglichen, in Kontakt mit den gepaarten Verbindungsflächen gebracht zu werden (in dieser Ausgestaltung bilden der Kondensator und die Anschlussteile einen badewannenförmigen Querschnittsaufbau), wie in der Draufsicht von 5 gezeigt. Die Anordnung zum Reduzieren der Belastung kann derart sein, dass Abschnitte jedes Anschlussteils 68 mit der externen Elektrode 67 dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 oder dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 derart verlötet sind, dass sie sich im Wesentlichen linear entlang von Abschnitten der externen Elektrode 67 und des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 oder N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64 erstrecken und jedes Anschlussteil 68 ausgebildet ist aus einem flexiblen metallischen Teil oder jedes Anschlussteil 68 derart ausgebildet ist, um eine Federstruktur zu haben zum Zeigen von Flexibilität. Das Kunstharz 65 und der Keramikkondensator 61 sind miteinander verbunden durch eine Unterfütterung 69, die dazwischen eingefügt ist. Die Unterfütterung 69 hat eine hohe thermische Leitfähigkeit, eine hohe Klebekraft und Flexibilität. Die unteren Enden des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 41 und des N-Polaritäts-Leiters 43, die in der Form freigelegt sind, sind mit dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 an Verbindungsabschnitten 70 verbunden (siehe 2).
  • Eine Leistungsumrichterschaltungseinheit 31, in der die IGBTs 21, die Dioden 22 und die Isolationsplatte 25 untergebracht sind und eine Kondensatoreinheit 32, in welcher die Kondensatormodule 60 untergebracht sind, sind von einander separiert durch ein Trennteil 33, das in dem Gehäuse 30 vorgesehen ist. Um die Leistungsumrichterschaltung abzudecken, ist die Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 aufgefüllt mit einem preiswerten flexiblen isolierenden Harz 81 wie z. B. Silikongel, das ohne Beachtung der thermischen Leitfähigkeit ausgewählt ist und das beispielsweise eine thermische Leitfähigkeit von etwa 0,15 W/mK hat wie bei gewöhnlichen Halbleitereinrichtungen. Die Kondensatoreinheit 32 ist mit einem isolierenden Harz 55 wie z. B. Silikongel aufgefüllt, das ein Füllstoff mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit eingemischt ist.
  • Ein Teil der von dem Keramikkondensator 61 generierten Wärme wird zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 durch die Anschlussteile 68 geleitet und ein anderer Teil der Wärme wird zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 durch die Unterfütterung 69 geleitet und das Kunstharz 65. Die zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 geleitete Wärme wird weitergeleitet zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 41 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 43 durch die Verbindungen 70 und zu der Wärmeabstrahlplatte 71 durch das isolierende Harz 55, mit welchem die Kondensatoreinheit 32 gefüllt ist und das eine hohe thermische Leitfähigkeit hat. Die Wärmeabstrahlplatte 71 wird von den Kühlmitteln (nicht dargestellt) gekühlt, die unter der unteren Oberfläche der Wärmeabstrahlplatte 71 angeordnet sind.
  • In dem Montageprozess wird die isolierende Platte 25, an der die IGBTs 21 und die Dioden 22 montiert sind, auf der Wärmeabstrahlplatte 71 montiert und wird daraufhin vom Flussmittel gereinigt. Das Gehäuse 30, mit dem die Kondensatormodule 60 verbunden worden sind und die Wärmeabstrahlplatte 71 werden dann verbunden, indem sie aneinander befestigt werden durch geeignete Mittel (nicht dargestellt), wie zum Beispiel Schrauben oder Fügen mit einem Klebstoff. Die Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 ist mit dem isolierenden Harz 81 gefüllt und die Kondensatoreinheit 32 ist mit dem isolierenden Harz 55 gefüllt.
  • In dieser Ausgestaltung werden die Keramikkondensatoren mit Anschlussteilen 68 zum Lösen des Belastungsproblems verwendet und ein Abschnitt jedes Keramikkondensators, der von dem mit dem Anschlussteil 68 verbundenen verschieden ist, ist mit einem oder beiden von dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter direkt oder über ein Isolationsteil (Kunstharz 65) verbunden. Derart wird eine Möglichkeit der Zerstörung des Keramikkondensators 61 durch Belastung bedingt durch Wärme oder Elektrostriktion eliminiert, um die Zuverlässigkeit der Einrichtung zu erhöhen. Nachdem das Reinigen zum Entfernen des Flussmittels ausgeführt worden ist an der isolierenden Platte 25, auf der die IGBTs 21 und die Dioden 22 montiert sind und die an der Wärmeabstrahlplatte 71 montiert ist, wird das Gehäuse 30 an der isolierenden Platte 25 befestigt und das Gehäuse 30 ist demnach nicht gereinigt. Daher besteht keine Möglichkeit, dass die einstückig durch Formen in dem Gehäuse 30 integrierten Leiter kontaminiert werden und zerstört werden durch die negative Wirkung des Reinigens. Daher wird das Auftreten schlechter Verbindungen von Aluminiumdrähten 23 reduziert und eine Reduzierung der Zuverlässigkeit der Verbindungen der Aluminiumdrähte 23 kann verhindert werden. Da der Keramikkondensator 61 nicht unmittelbar mit dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 in der Halbleitereinrichtung 10 verlötet ist, besteht auch keine Möglichkeit, dass irgendeiner von den P-Polaritäts-Leitern 41 oder N-Polaritäts-Leitern 43 kontaminiert wird und durch Flussmittel zerstört. Daher wird das Auftreten schlechter Verbindungen der Aluminiumverdrahtungen 23 reduziert und eine Reduktion in der Zuverlässigkeit der Verbindung der Aluminiumdrähte 23 kann verhindert werden.
  • Der Keramikkondensator 61 ist mit der geformten Leiterplatte 62 verbunden, die eine einfache Form hat und leicht zu handhaben ist. Daher gibt es im Wesentlichen keine Einschränkungen bezüglich der Verbindungsabläufe und der Freiheitsgrad der Verbindung wird erhöht. In einem Verbindungsprozess basierend auf irgendeinem Verbindungsverfahren kann die Möglichkeit, mit der Verbindungsabläufe ausgeführt werden, verbessert werden.
  • Die Anschlussteile 68, der N-Polaritätsverbindungs-Leiter 63, der P-Polaritätsverbindungs-Leiter 64, der P-Polaritäts-Leiter 41 und der N-Polaritäts-Leiter 43 werden nicht nur verwendet als Strompfad, sondern auch als Wärmeübertragungspfad zum Kühlen des Keramikkondensators 61, es dadurch ermöglichend, die Größe des Kondensators zu reduzieren und damit die Größe der Halbleitereinrichtung. Vom Gesichtspunkt dieses Kühleffektes wird gesagt, dass Kupfer oder Aluminium geeigneter Weise als Materialien der oben beschriebenen Teile verwendet werden. Jedoch können irgendwelche anderen Materialien verwendet werden, wenn sie eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit und Drahtverbindbarkeit oder Schweißbarkeit aufweisen.
  • Das Kunstharz 65, das die geformte Leiterplatte 62 bildet und der Keramikkondensator 61 werden miteinander verbunden durch eine Unterfütterung 69 wie ein Silikongummi mit hoher thermischer Leitfähigkeit, hoher Verbindungsstärke und Flexibilität. Der Keramikkondensator 61 wird auf der geformten Leiterplatte 62 in dieser Weise getragen. Daher wirkt keine exzessive Belastung auf die Anschlussteile 68, die eine niedrige Steifigkeit haben unter allen Entwurfsbedingungen und der Freiheitsgrad des Anordnens des Keramikkondensators 61 ist verbessert. Dieses Unterstützungsverfahren trägt zu der Wirkung der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibrationen sowie der Reduktion der Größe der Halbleitereinrichtung 10 bei. Außerdem werden das Kunstharz 65 und die Unterfütterung 69 nicht nur verwendet als Formteil und ein Kleber, sondern auch als ein Wärmeübertragungspfad zum Kühlen des Keramikkondensators 61. Die Fähigkeit zum Kühlen des Keramikkondensators 61 wird hierbei verbessert zum Erreichen einer Reduzierung der Größe des Kondensators und folglich einer Reduzierung der Abmessungen der Halbleitereinrichtung. Vom Gesichtspunkt des Reduzierens des thermischen Widerstandes ist es wünschenswert, die Dicke der Unterfütterung 69 zu minimieren, während eines Maximierens des Verbindungsbereichs. Jedoch ist es erforderlich, dass die Unterfütterung 69 einen gewissen Grad an Flexibilität hat zum Reduzieren thermischer Belastung bedingt durch den Unterschied zwischen der linearen Ausdehnungskoeffizienten des Keramikkondensators 61 und der geformten Leiterplatte 62. Silikongummi kann erwähnt werden als Beispiel eines Materials mit solchen Eigenschaften, aber ist nicht ausschließlich verwendet. Irgendein Material mit hoher Klebekraft, hoher elektrischer Leitfähigkeit und Flexibilität kann verwendet werden. Beachte, dass, wenn eine ausreichend hohe Kühlfähigkeit über den Wärmeübertragungspfad von den Anschlussteilen 68 zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 sichergestellt werden kann, Niedrigpreismaterialien ausgewählt werden können als Kunstharz 65 und Unterfütterung 69, ohne spezielle Beachtung der Wärmeleitfähigkeitsmaterialien.
  • Die Anschlussteile 68 sind mit dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und dem N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 auf Festphasenverbindungsweise durch Ultraschallpressverbindung verbunden. Die Ultraschallpressverbindung ermöglicht das Verbinden durch Anwenden eines Drucks und Ultraschallvibrationen an die Verbindung und wird im allgemeinen verwendet für eine Aluminiumdrahtverbindung. Dieses Verbindungsverfahren benötigt kein Erwärmen zum Erhöhen der Temperatur der zu verbindenden Teile und verbinden die Teile in der Festphase ohne Schmelzen der Teile. Daher wird dieses Verfahren Festphasenverbinden genannt. Dieses Verfahren ermöglicht das Verbinden zwischen den Anschlussteilen 68 und den P-Polaritätsverbindungs-Leitern 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leitern 64 ohne Schmelzen der Lötverbindung der externen Elektroden 67 des Keramikkondensators 61 und der Anschlussteile 68, hierdurch die Anschlussteile 68 davon abhaltend, sich zu verschieben, oder abzulösen und dadurch die Möglichkeit bessernd, mit der die Komponenten montiert werden.
  • Die unteren Enden des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64, die in dem Formteil freigelegt sind, sind an dem Verbinder 70 mit dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 durch Schweißen verbunden. Daher besteht kein Bedarf der Verwendung irgendeines Spezialteils zum Verbinden und die Wirkung des Reduzierens der Anzahl von Teilkomponenten und der Herstellungskosten wird erreicht. Ein Reduzieren der für das Verbinden der Teile benötigten Zeit trägt auch zur Wirkung der Kostenreduktion bei. Da es keine die Wärmeleitung behindernde Übergangsstelle an der Verbindung gibt, wird außerdem die thermische Leitfähigkeit verbessert und die von dem Keramikkondensator 61 generierte Wärme kann zu dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 über den Pfad mit einem reduzierten thermischen Widerstand übertragen werden. Die Möglichkeit des Kühlens des Keramikkondensators 61 wird dadurch verbessert, sodass der Kondensator und die Halbleitereinrichtung in ihrer Größe reduziert werden können. Der Prozessschritt des Schweißens wird durchgeführt, bevor das Gehäuse 30 und die Wärmeabstrahlplatte 71 aneinander befestigt werden. In dieser Ausgestaltung wird der Ort für die Verbindung 70 ausgewählt, um ein leichtes Schweißen von der Unterseite des Gehäuses 30 sicherzustellen vor dem Befestigen der Wärmeabstrahlplatte 71.
  • Da die Kondensatoreinheit 32 mit isolierendem Harz 55 mit hoher thermischer Leitfähigkeit gefüllt ist, kann eine ausreichend hohe Isolationsdurchbruchsbelastbarkeit erzielt werden, selbst wenn der Isolationsabstand zwischen den F-Polaritäts-Leitern 41 und N-Polaritäts-Leitern 43 und der Wärmeabstrahlplatte 71 gering ist. Diese Isolation trägt nicht nur zur Reduzierung der Größe der Halbleitereinrichtung 10 bei, sondern reduziert auch den thermischen Widerstand des Wärmeübertragungspfades von den P-Polaritäts-Leitern 41 und N-Polaritäts-Leitern 43 zu der Wärmeabstrahlplatte 71. Demnach ist es möglich, die Fähigkeit des Kühlens des Keramikkondensators 61 zu verbessern und die Größe des Kondensators und somit die Größe der Halbleitereinrichtung zu reduzieren.
  • Da die Leistungsumrichterschaltung 31 und die Kondensatoreinheit 32 voneinander getrennt sind durch das Trennteil 33, das in dem Gehäuse 30 vorgesehen ist, kann das hochpreisige Isolationsharz 55 mit hoher thermischer Leitfähigkeit verwendet werden, um nur die Kondensatoreinheit 32 zu füllen. Das niederpreisige Isolationsharz 81, das ohne Beachtung der thermischen Leitfähigkeit ausgewählt worden ist, kann wie bei üblichen Halbleitereinrichtungen für die Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 verwendet werden. Eine Reduzierung der Herstellungskasten kann dadurch erreicht werden.
  • Außerdem ist in dem Wärmeleitungsaufbau dieser Ausgestaltung der Wärmeübertragungsbereich durch horizontales Diffundieren von Wärme durch die P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 erhöht zum Leiten von Wärme zu der Wärmeabstrahlplatte 71 mit reduziertem thermischen Widerstand. Darüber hinaus ist zum Reduzieren des thermischen Widerstandes der Abstand zwischen den P-Polaritäts-Leitern 41 und N-Polaritäts-Leitern 43 und der Wärmeabstrahlplatte 71 minimiert innerhalb eines solchen Bereiches, dass die Isolationsdurchbruchsbelastbarkeit sichergestellt ist. Es braucht nicht erwähnt zu werden, dass, während in dieser Ausgestaltung sechs Keramikkondensatoren 61 mit den beiden Oberflächen der geformten Leiterplatten 62 verbunden vorgesehen sind, die Anzahl der Keramikkondensatoren 61 nicht beschränkt ist auf eine spezielle Anzahl und frei gewählt werden kann, vorausgesetzt, dass die erforderliche Kapazität des Glättkondensators erhalten werden kann. Wie oben beschrieben, werden in dieser Ausgestaltung Anschlussteile, die aus Metallplatten zum Reduzieren von durch auf den Keramikkondensator wirkende thermische Belastung oder Elektrostriktion in dem Keramikkondensator selbst bewirkter Belastung verwendet, es hierdurch ermöglichend, ein Kondensatormodul mit verbesserter Zuverlässigkeit zu erhalten, einem höheren Freiheitsgrad des Entwurfs und der Fähigkeit, eine Vertikalstruktur zu bilden. Darüber hinaus ist es möglich, eine kleine, sehr leistungsfähige, leicht zusammenbaubare, zuverlässige und preiswerte Halbleitereinrichtung durch Einbeziehen des Kondensatormoduls zu erhalten.
  • Ausgestaltung 2
  • 7 ist eine Vorderansicht der Struktur eines Kondensatormoduls 60A in einer Ausgestaltung 2 der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine Schnittansicht des Kondensatormoduls, von oben gesehen und 9 ist eine Seitenansicht des Kondensatormoduls. In dieser Ausgestaltung, wie sie in den 7, 8 und 9 gezeigt ist, sind Seitenendabschnitte 63a und 64a des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64, die in dem Kunstharz 65 freigelegt sind, ausgebildet durch Walzen, um eine reduzierte Dicke und eine geringe Steifigkeit zu haben. Die Seitenendabschnitte 63a und 64a sind derart gearbeitet und gebogen, um in Kontakt gebracht zu werden mit zugehörigen Verbindungsflächen, mit denen sie zu verlöten sind und werden verlötet mit den externen Elektroden 67 der Keramikkondensatoren 61, wie es die Anschlussteile 68 sind, die in der obigen 5 gezeigt sind. Ein Kunstharz wie zum Beispiel PPS mit einer ausreichend hohen Wärmewiderstandsfähigkeit zum Aushalten des Erwärmens bei Löttemperatur wird als Kunstharz 65 verwendet zum Verhindern von Wärmedeformation der geformten Leiterplatte 62. In dieser Ausgestaltung sind P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 freigelegt, um statt der Anschlussteile 68, die oben beschrieben worden sind unter Bezugnahme auf Ausgestaltung 1, verwendet zu werden (mit anderen Worten, die Anschlussteile sind integral ausgebildet). Durch Entfernen der Anschlussteile 68 ist die Anzahl der Verbindungen reduziert, um die Zuverlässigkeit der Verbindungen zu verbessern. Auch können die Herstellungskosten der Halbleitereinrichtung 10 reduziert werden, da die Anzahl der Verbindungsteile und die Anzahl der Verbindungsschritte reduziert werden kann.
  • Ausgestaltung 3
  • 10 ist eine seitliche Schnittansicht des Aufbaus einer Halbleitereinrichtung einer Ausgestaltung 3 der vorliegenden Erfindung. In der Struktur dieser Ausgestaltung ist ein Kondensatormodul 60B oberhalb der Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 angeordnet und ist mit dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 an der Verbindung 70 verschweißt, wie in 10 gezeigt. Auf diese Weise sind das Kondensatormodul 60B und der P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 hierdurch elektrisch und thermisch verbunden. Von dem Keramikkondensator 61 generierte Wärme wird zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 durch die Anschlussteile 68 geleitet, das Kunstharz 65 und die Unterfütterung 69 und außerdem zu dem F-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 durch den Verbinder 70 und zu der Wärmeabstrahlplatte 71 durch das Isolierharz 55. Die zur Wärmeabstrahlplatte 71 geleitete Wärme wird durch ein Kühlmittel (nicht dargestellt), das unterhalb der Wärmeabstrahlplatte 71 vorgesehen ist, gekühlt. Daher wird bevorzugt ein Harz mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit als Isolationsharz 55 verwendet. Es ist zu bemerken, dass das Kondensatormodul 60B von in der Figur nicht dargestellten Mitteln gestützt wird und gestützt werden kann durch ein frei gewähltes Verfahren. Das Kondensatormodul 60B kann auch verwendet werden als Abdeckung für die Halbleitereinrichtung 10.
  • In dieser Ausgestaltung ist der Keramikkondensator 61 auf der geformten Leiterplatte, die aus Kunstharz 65 gebildet ist, abgestützt. Daher wirkt keine exzessive Last auf die Anschlussteile 68, die eine geringe Steifigkeit haben, durch irgendwelche Entwurfsbedingungen und der Freiheitsgrad des Anordnens des Keramikkondensators 61 ist erhöht. Folglich kann die Größe der Halbleitereinrichtung 10 reduziert werden.
  • Ausgestaltung 4
  • 11 ist eine seitliche Schnittansicht des Aufbaus einer Halbleitereinrichtung der Ausgestaltung 4 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausgestaltung ist die geformte Leiterplatte 62 eines Kondensatormoduls 60C ausgebildet, um L-förmig zu sein und der Keramikkondensator 61 ist oberhalb der Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 angeordnet, wie in 11 gezeigt. Das Kondensatormodul 60C ist an den P-Polaritäts-Leiter 41 und den N-Polaritäts-Leiter 43 bei der Verbindung 70 angeschweißt. Das Kondensatormodul 60C und der P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 werden hierbei elektrisch und thermisch verbunden. Wärmeabstrahlplatten 71 und 72 sind unterhalb des Gehäuses 30 angeordnet. Von dem Keramikkondensator 61 generierte Wärme wird zu dem P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 durch die Anschlussteile 68, das Kunstharz 65 und die Unterfütterung 69 geleitet und außerdem zu dem P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 durch die Verbindungen 70 und zu der Wärmeabstrahlplatte 72 durch das isolierende Harz 55. Die Wärmeabstrahlplatte 72 wird durch ein (nicht dargestelltes) Kühlmittel gekühlt, das unterhalb der Wärmeabstrahlplatte 72 angeordnet ist. Daher wird bevorzugt ein Kunststoff mit hoher thermischer Leitfähigkeit als isolierendes Harz 55 verwendet. In dieser Ausgestaltung ist ein Epoxydharz verwendet als isolierendes Harz 55 zum Stützen der geformten Leiterplatte 62. Der Raum um die geformte Leiterplatte 62 ist angefüllt mit dem Kunstharz bis zu einem Pegel in der Nähe der oberen Oberfläche des Gehäuses 30. Eine Beschreibung des Epoxydharzes wird unten gegeben werden. Beachte, dass das beschriebene Verfahren des Unterstützens der geformten Leiterplatte 62 nicht ausschließlich verwendet wird und irgendein Stützverfahren verwendet werden kann. Außerdem kann das Kondensatormodul 60C als Abdeckung für die Halbleitereinrichtung 10 verwendet werden.
  • In dieser Ausgestaltung kann der Keramikkondensator 61 oberhalb der Leistungsumrichterschaltungseinheit 31 angeordnet werden, so dass die Größe der Halbleitereinrichtung 10 reduziert werden kann.
  • Ausgestaltung 5
  • 12 ist eine Vorderansicht des Aufbaus eines Kondensatormoduls 60D einer Ausgestaltung 5 der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine Schnittansicht des Kondensatormoduls von oben gesehen und 14 ist eine Seitenansicht des Kondensatormoduls. In dieser Ausgestaltung, wie in den 12, 13 und 14 gezeigt, sind der P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und der N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 derart ausgebildet und angeordnet, dass sie einander überlappen und derart, dass sie sich parallel erstrecken und nahe beieinander (während sie um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind).
  • In dieser Ausgestaltung fließen Ströme durch den P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und den N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 in entgegengesetzten Richtungen zum Auslöschen magnetischer Felder, hierdurch die Induktanz reduzierend. Da der Querschnittsbereich jedes der P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 erhöht werden kann, kann auch der thermische Widerstand des Wärmeübertragungspfades zum Kühlen des Keramikkondensators 61 reduziert werden, hierdurch die Fähigkeit zum Kühlen des Keramikkondensators 61 erhöhend. Daher ist es möglich, die Größe des Kondensators und demnach die Größe der Halbleitereinrichtung zu reduzieren. Es braucht nicht erwähnt zu werden, dass während ein Beispiel der Anwendung des Aufbaus dieser Ausgestaltung der ersten Ausgestaltung beschrieben worden ist, derselbe Effekt auch bewirkt werden kann in einer Anwendung der zweiten oder dritten Ausgestaltung.
  • Ausgestaltung 6
  • 15 ist eine seitliche Schnittansicht des Aufbaus einer Halbleitereinrichtung einer Ausgestaltung 6 der vorliegenden Erfindung. In dem Aufbau dieser Ausgestaltung ist, wie in 15 gezeigt, jeder der Abschnitte des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und des N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64, die an dem unteren Ende eines Kondensatormoduls 60E freigelegt sind, derart gebogen, um L-förmig zu sein und der horizontale Abschnitt in dem L-förmigen Abschnitt wird in Kontakt gebracht mit dem P-Polaritäts-Leiter 41 oder dem N-Polaritäts-Leiter 43 nach Art eines flächigen Kontaktes. Ein Gewindeloch 72 ist im horizontalen Abschnitt des L-förmigen Abschnittes ausgebildet, um den Leiter zu befähigen, mit einer Schraube 73 an dem Gehäuse 30 befestigt zu werden, die in die Bodenflächenseite des Gehäuses 30 eingefügt ist. Die Kontaktfläche des horizontalen Abschnittes jedes L-förmigen Abschnittes und der entsprechende P-Polaritäts-Leiter 41 oder N-Polaritäts-Leiter 43 sind durch eine axiale Kraft der Schraube aneinander befestigt zum Sicherstellen elektrischer und thermischer Leitung dazwischen.
  • In dieser Ausgestaltung kontaktieren, wie oben beschrieben, das Kondensatormodul 60E und die P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 einander nach Art eines Flächenkontaktes. Der Wärmeübertragungsbereich ist hierbei verbessert zum Reduzieren des thermischen Widerstandes der Verbindung und dadurch zum Verbessern der Fähigkeit des Kühlens des Keramikkondensators 61. Daher ist es möglich, die Größe des Kondensators zu reduzieren und folglich die Größe der Halbleitereinrichtung. Da die P-Polaritätsverbindungs-Leiter 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiter 64 an den P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 durch Befestigung mit Schrauben verbunden sind, ist es möglich, durch Entfernen der Schrauben das Austauschen und Wiederverwenden des Kondensatormoduls 60 zu ermöglichen.
  • Ausgestaltung 7
  • 16 ist eine seitliche Schnittansicht eines Aufbaus einer Halbleitereinrichtung nach Ausgestaltung 7 der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausgestaltung ist ein Kondensatormodul 60F an dem P-Polaritäts-Leiter 41 und dem N-Polaritäts-Leiter 43 durch ein elektrisch leitendes Befestigungsmaterial 74 mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbunden, wie in 16 gezeigt. Auch in dieser Ausgestaltung sind jeder der Abschnitte des P-Polaritätsverbindungs-Leiters 63 und N-Polaritätsverbindungs-Leiters 64, die an dem unteren Ende eines Kondensatormoduls 60F freigelegt sind, gebogen, um L-förmig zu sein, wie bei der oben erwähnten Befestigung mit Schrauben. Die horizontalen Abschnitte in den derart ausgebildeten L-förmigen Abschnitten sind an den P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 durch ein elektrisch leitendes Befestigungsmaterial 74 mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbunden, beispielsweise Lot oder eine Silberpaste, die präpariert ist durch Mischen eines Silberfüllstoffes in einem Kunststoff bzw. Kunstharz, wie z. B. einem Epoxydharz. Zum Durchführen des Lötens oder Verbindens mit einer Silberpaste ist ein Erwärmungsschritt erforderlich. Daher wird ein wärmeresistentes Harz wie zum Beispiel PPS als Kunstharz 65 verwendet, das das Gehäuse 30 bildet und die geformte Leiterplatte 62. Wenn an den Befestigungsabschnitten, die durch das Löten oder die Silberpaste gebildet werden, exzessive Belastung auftritt, besteht die Gefahr, dass der Befestigungsabschnitt zerstört wird. Daher ist die Kondensatoreinheit 32 angefüllt mit einem Epoxydharz, das ausgewählt wird als isolierendes Harz 55 zum Verhindern des Auftretens exzessiver Belastung im Verbindungsabschnitt sowie zum Sicherstellen der Isolierung. Andererseits ist die Leistungsumrichterschaltungseinheit 31, die von der Kondensatoreinheit 32 durch das Trennteil 33 getrennt ist, angefüllt mit isolierendem Harz 81, das aus den üblicherweise zum Sicherstellen einer Isolierung verwendeten Harzen ausgewählt ist.
  • In dieser Ausgestaltung sind, wie oben beschrieben, die Oberflächen des Kondensatormoduls 60F und der P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 miteinander verbunden an ihren Oberflächen durch den elektrisch leitenden Kleber 74 mit hoher thermischer Leitfähigkeit. Der Wärmeübertragungsbereich ist hierbei erhöht zum Reduzieren des thermischen Widerstandes der Verbindung und dadurch zum Verbessern der Fähigkeit des Kühlens des Keramikkondensators 61. Dadurch wird es ermöglicht, die Größe des Kondensators und folglich die Größe der Halbleitereinrichtung zu reduzieren.
  • Ausgestaltung 8
  • 17 ist eine seitliche Schnittansicht des Aufbaus einer Halbleitereinrichtung einer Ausgestaltung 8 der vorliegenden Erfindung. In dem Aufbau dieser Ausgestaltung wird eine Silikongummilage 56 eingelegt zwischen die P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 und die Wärmeabstrahlplatte 71, wie in 17 gezeigt. Wenn der Inhalt eines in das Silikongel gemischten Füllstoffs erhöht ist zum Verbessern der thermischen Leitfähigkeit, wird die Viskosität des Silikongelkompositums so hoch, dass es schwierig wird, die Kondensatoreinheit 32 mit dem Silikongelkompositum zu füllen. Daher gibt es eine Grenze des Erhöhens der thermischen Leitfähigkeit. Eine Silikongummischicht ist in einem Zustand vorgesehen, der im Voraus eingestellt worden ist und der Inhalt eines untergemischten Füllstoffes kann dadurch erhöht werden bei der Produktion ohne Beachtung der Viskosität zum Erreichen höherer thermischer Leitfähigkeit als der des Silikongels. Die Silikongummischicht 56 mit solch hoher Leitfähigkeit und einer Dicke, die geringfügig höher ist als der Raum zwischen dem P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 und der Wärmeabstrahlplatte 71 ist eingelegt zwischen den P-Polaritäts-Leitern 41 und N-Polaritäts-Leitern 43 und die Wärmeabstrahlplatte 71. Wenn das Gehäuse 30 und die Wärmeabstrahlplatte 71 fest miteinander verbunden werden durch Befestigen mit Schrauben oder durch Verbinden mit Klebstoff wird die Silikongummilage 56 an den P-Polaritäts-Leitern 41 und N-Polaritäts-Leitern 43 befestigt, dadurch eine gute thermische Leitfähigkeit erhaltend. In dieser Ausgestaltung ist die Fähigkeit, den Keramikkondensator 61 zu kühlen, verbessert, um es zu ermöglichen, die Größe des Kondensators und demnach die Größe der Halbleitereinrichtung zu reduzieren. Außerdem können, da die Silikongummilage 56 nur eingelegt ist zwischen die P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 und die Wärmeabstrahlplatte 71, das Gehäuse 30 und die Wärmeabstrahlplatte 71 voneinander getrennt werden, um das Herausnehmen der Silikongummilage 56 zu ermöglichen. Das heißt, dass die Silikongummilage 56 wiederverwendet werden kann, nachdem sie aus einem defekten, fehlerhaften oder zerstörten Artikel entnommen worden ist, der während des Herstellungsprozesses erstellt worden ist und nicht repariert werden kann.
  • Ausgestaltung 9
  • Eine Halbleitereinrichtung der Ausgestaltung 9 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. In dieser Ausgestaltung wird ein Epoxydharz verwendet als Isolationsharz 55, mit dem die Kondensatoreinheit 32 aufgefüllt ist. Das Epoxydharz wird nach dem Ausbringen ausgesprochen hart verglichen mit Silikongel. Wenn die Verbindung 70, die das Kondensatormodul 60 und die P-Polaritäts-Leiter 41 und N-Polaritäts-Leiter 43 verbindet, mit dem Epoxydharz abgedeckt wird, kann das Auftreten exzessiver Belastung in der Verbindung 70 verhindert werden, wenn die verbindenden Komponenten veranlasst werden, zu vibrieren, dadurch die Widerstandsfähigkeit der Halbleitereinrichtung gegenüber Vibrationen erhöhend. Auch ist es, wenn ein Epoxydharz bis zu einem Pegel in der Nähe der oberen Oberfläche des Gehäuses 30 aufgefüllt wird, möglich, Vibrationen des Kondensatormoduls 60 zu unterdrücken und weiterhin die Vibrationsfestigkeit zu erhöhen. Epoxydharze sind preiswert verglichen mit Silikongel und die Herstellungskosten der Halbleitereinrichtung können reduziert werden, wenn ein Epoxydharz verwendet wird. Auch haben Epoxydharze, die präpariert sind ohne spezielle Mittel zum Erhöhen der thermischen Leitfähigkeit, eine höhere thermische Leitfähigkeit als gewöhnliches Silikongel, indem keine thermisch hochleitfähigen Füllstoffe untergemischt sind. Es ist auch möglich, die thermische Leitfähigkeit eines Epoxydharzes durch Untermischen eines thermisch hochleitfähigen Füllstoffes zu erhöhen.
  • In dieser Ausgestaltung kann die Fähigkeit des Kühlens des Keramikkondensators 61 erhöht werden, um eine Reduzierung der Größe des Kondensators und demnach eine Reduzierung der Größe der Halbleitereinrichtung zu erreichen. Es ist auch möglich, die Vibrationsfestigkeit der Halbleitereinrichtung zu erhöhen, während die Herstellungskosten der Halbleitereinrichtung reduziert werden.

Claims (15)

  1. Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G), umfassend: zwei Keramikkondensatoren (61) mit je einer Hauptfläche, je einem Paar von Seitenflächen und externen Elektroden (67), die jeweils an einem Paar von Seitenflächen vorhanden sind, die in entgegengesetzte Richtungen weisen; Anschlussteile (68; 63a, 64a), die jeweils mit externen Elektroden (67) der Keramikkondensatoren (61) verbunden sind, wobei die Anschlussteile (68; 63a, 64a) elektrisch leitend und flexibel sind; einen Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63), der Anschlussteile (68; 63a) an jeweils einer Seite der Keramikkondensatoren (61) mit einem Positivpolaritäts-Leiter (41) verbindet, der extern vorgesehen ist; einen Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64), der Anschlussteile (68; 64a) an der jeweils anderen Seite der Keramikkondensatoren (61) mit einem Negativpolaritäts-Leiter (43) verbindet, der extern vorgesehen ist; und eine Leiterplatte (62), die mit dem Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) sowie dem Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) versehen ist; wobei die Leiterplatte (62) zwischen den Keramikkondensatoren (61) angeordnet ist; die Leiterplatte (62) aus einem Kunstharz (65) ausgebildet ist, das derart geformt ist, dass der Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) und der Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) in die Leiterplatte (62) eingelegt sind und mit der Leiterplatte (62) einstückig geformt sind; die Hauptflächen der Keramikkondensatoren (61) an Hauptflächen der Leiterplatte (62) angeordnet sind; und jeweils ein flexibles Teil (69) zwischen dem jeweiligen Keramikkondensator (61) und der Leiterplatte (62) angeordnet ist.
  2. Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60C) nach Anspruch 1, bei welchem die externen Elektroden (67) der Keramikkondensatoren (61) oder die mit diesen jeweils verbundenen Anschlussteile (68; 63a, 64a) mit dem Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) und dem Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) jeweils fest verbunden sind.
  3. Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 602; 60F; 60G) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) und der Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) mit dem jeweils zugeordneten Anschlussteil (68; 63a, 64a) einstückig ausgebildet sind.
  4. Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Positivpolaritäts-Verbindungsleiter (63) und der Negativpolaritäts-Verbindungsleiter (64) parallel zueinander und in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, wobei diese mit einer eingefügten Schicht (66) in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
  5. Kondensatormodul (60D) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Verbindungsleiter (63, 64) bei Wahrung eines gegenseitigen Abstands sich gegenseitig teilweise überdecken.
  6. Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Verbindungsleiter (63, 64) eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen.
  7. Halbleitereinrichtung, umfassend eine Kondensatoreinheit (32) mit mindestens einem Kondensatormodul (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 7, umfassend eine Kondensatoreinheit (32) mit mehreren Kondensatormodulen (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G), die jeweils an einen gemeinsamen Positivpolaritäts-Leiter (41) und an einen gemeinsamen Negativpolaritäts-Leiter (43) angeschlossen sind.
  9. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher der Positivpolaritäts-Leiter (41) und der Negativpolaritäts-Leiter (43) mit einer Wärmeabstrahlplatte (71; 72) thermisch leitend verbunden sind.
  10. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher die Kondensatoreinheit (32) sowie der Positivpolaritäts-Leiter (41) und der Negativpolaritäts-Leiter (43) senkrecht zur Wärmeabstrahlplatte (71; 72) angeordnet sind.
  11. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei welcher mehrere Kondensatormodule (60; 60A; 60B; 60C; 60D; 60E; 60F; 60G) der Kondensatoreinheit (32) räumlich gesehen parallel zueinander angeordnet sind.
  12. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welcher der Kondensatoreinheit (32) eine Energieumrichterschaltung (31) zugeordnet ist.
  13. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Kondensatoreinheit (32) und die Energieumrichterschaltung (31) in einem gemeinsamen Gehäuse (30) angeordnet sind, wobei die Energieumrichterschaltung (31) und die Kondensatoreinheit (32) mit einer Wärmeabstrahlplatte (71; 72) thermisch leitend verbunden sind.
  14. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei welcher die Energieumrichterschaltung (31) und die Kondensatoreinheit (32) in einem Gehäuse (30) nebeneinander angeordnet und durch einen in dem Gehäuse (30) vorhandene Trennteil (33) räumlich voneinander getrennt sind.
  15. Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei welcher eine Energieumrichterschaltung (31) und eine Kondensatoreinheit (32) in einem Gehäuse (30) übereinander angeordnet sind.
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