DE112008000466B4 - Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung und Verfahren zu deren Fertigung - Google Patents

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Abstract

Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung mit: – einer Halbleitervorrichtung (Q, D) zum Ausführen einer Energieumwandlung; und – einer Stromschiene (200a, 200b, 200c) zum elektrischen Verbinden einer Elektrode (150, 152, 162, 164) der Halbleitervorrichtung und einer Schaltungskomponente außerhalb der Halbleitervorrichtung miteinander, wobei – die Stromschiene derart aufgebaut ist, dass sie einen Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) mit der Elektrode und einen Nichtverbindungsabschnitt (205a, 205b, 205c) mit der Elektrode aufweist, die einteilig ausgebildet sind, und dass sie einen Wärmespannungsentlastungsmechanismus zur Entlastung einer Wärmespannung aufweist, die auf einen Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) mit der Elektrode wirkt, der aus einem Teil des Verbindungsabschnitts gebildet ist und in einem Zustand, in dem er der Elektrode gegenüberliegt, ohne einen Bonddraht elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, – der Verbindungsteil derart gebildet ist, dass er eine Dicke aufweist, die geringer als die des Nichtverbindungsabschnitts ist, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden, – der Nichtverbindungsabschnitt bezüglich mehrerer der Halbleitervorrichtungen gleich angeordnet ist, um sich in einer ersten Richtung zu erstrecken, und – der Verbindungsabschnitt entsprechend jeder der Halbleitervorrichtungen derart ausgebildet vorgesehen ist, dass er vom Nichtverbindungsabschnitt abzweigt und sich in einer zweiten Richtung erstreckt, welche die erste Richtung kreuzt, und der Verbindungsabschnitt wenigstens einen Abschnitt aufweist, der eine geringere Dicke als der Nichtverbindungsabschnitt aufweist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung und ein Verfahren zu deren Fertigung und insbesondere eine Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung mit einem Aufbau, bei dem eine, Stromschiene und eine Halbleitervorrichtung direkt miteinander verbunden sind, und ein Verfahren zu deren Fertigung.
  • Stand der Technik
  • Die JP 2006-262 664 A , die JP 2004-364 427 A , die JP 2004-40 877 A , die JP 2005-261 035 A und die JP 2006-74 918 A offenbaren jeweils eine Energiewandlungsvorrichtung, wie beispielsweise einen Inverter, der in einen Motor integriert ist, bei welcher die Elektroden von Halbleitervorrichtungen in der Energiewandlungsvorrichtung unter Verwendung einer Stromschiene elektrisch mit anderen Schaltungskomponenten verbunden sind.
  • Insbesondere offenbart die JP 2006-262 664 A eine Energiewandlungsvorrichtung, die für einen Motorantrieb eines Hybridfahrzeugs ausgelegt ist und bei welcher die obere und die untere Oberfläche einer solchen Struktur, wie beispielsweise eines Inverters mit Halbleitervorrichtungen und Stromschienen, derart mit Isolierfilmen beschichtet sind, dass mehrere Halbleitervorrichtungen und Schaltungen gemeinsam isoliert sind. Insbesondere sind bei einer in der JP 2006-262 664 A offenbarten Struktur Elektroden von Halb- leitervorrichtungen und Stromschienen ohne einen Bonddraht direkt miteinander verbunden. Die JP 2004-364 427 A beschreibt, dass Stromschienen mit beiden Oberflächen einer Halbleitervorrichtung verbunden sind, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
  • Bei der Struktur, bei der eine Elektrode einer Halbleitervorrichtung und eine Stromschiene direkt miteinander verbunden sind, so wie sie in der JP 2006-262 664 A und in der JP 2004-364 427 A offenbart wird, erfährt die Stromschiene bedingt durch einen Temperaturanstieg, der durch einen passierenden Strom oder Wärme von der Halbleitervorrichtung hervorgerufen wird, eine thermische Ausdehnung, so dass eine Wärmespannung auf einen Verbindungsabschnitt wirkt. In Anbetracht der Tatsache, dass ein Temperaturanstieg in einem Inverter, der eine Stromschiene aufweist, die mit mehreren Halbleitervorrichtungen verbunden ist, verhältnismäßig hoch ist, und dass leistungsstarke Energiewandlungsvorrichtungen, die für gewöhnlich in Fahrzeugen verwendet werden, vorzugsweise so klein wie möglich auszubilden sind, besteht Bedarf an einer Verbindungsstruktur, die eine elektrische Verbindung zwischen einer Elektrode einer Halbleitervorrichtung und einer Stromschiene auch bei einem Temperaturanstieg dauerhaft gewährleisten kann.
  • Die JP 2006-109 576 A zeigt ferner eine Möglichkeit auf, die Montage eines Inverters oder einer Fahrzeugsteuereinheit zu verbessern. Gemäß der JP 2006-109 576 A weist der Inverter mehrere Arme auf, die dazu dienen, einen Strom zu führen und zu unterbrechen, wobei jeder Arm ein Schaltelement und eine erste und eine zweite Verdrahtungsschicht aufweist, um die Schaltelemente zu verbinden. Die erste und die zweite Verdrahtungsschicht jedes Arms sind auf Isolierplatten gebildet, wobei eine Seite des Schaltelements an der ersten Verdrahtung befestigt ist, die zweite Verdrahtungsschicht über einen planaren Leiter mit einem ersten und einem zweiten Anschlussstück elektrisch mit der anderen Seite des Schaltelements verbunden ist, das erste Anschlussstück des planaren Leiters an der anderen Seite des Schaltelements befestigt ist, und das zweite Anschlussstück des planaren Leiters an der zweiten Verdrahtung befestigt ist.
  • Aus der DE 44 30 798 A1 ist ferner ein Stanzgitter zur Verbindung von elektrischen Bauelementen bekannt. In der DE 44 30 798 A1 weist der Verbindungsabschnitt mit der Elektrode eine größere Dicke als der Nicht-Verbindungsabschnitt mit der Elektrode auf. Selbiges scheint für die US 6 861 734 B2 zu gelten, die eine in Harz vergossene Halbleitervorrichtung betrifft.
  • Aus der DE 102 20 047 A1 ist ferner ein Antriebssystem mit Umrichtersteuerung für Niederspannungs-Drehstrommotoren bekannt. Die US 6 552 273 B2 offenbart darüber hinaus ein Stromschienenmodul aus einer Stromschiene und einer Harzisolierschicht. Ein Leistungshalbleitermodul, insbesondere Stromumrichter mit Folienverbund als isolierendes Substrat, ist ferner aus der DE 195 31 496 C1 bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung, die eine Verbindungsstruktur aufweist, die eine Elektrode einer Halbleitervorrichtung und eine Stromschiene elektrisch direkt miteinander verbindet und diese auch bei einem Temperaturanstieg dauerhaft verbinden kann, und ein Verfahren zur Fertigung der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach dem Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ermöglicht es die einteilig ausgebildete Stromschiene, dass die Elektrode der Halbleitervorrichtung und die Stromschiene elektrisch direkt miteinander verbunden werden können. Ferner kann der Betrag der thermischen Ausdehnung der Stromschiene am Verbindungsteil verringert werden und kann folglich die auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung entlastet werden, so dass die Stromschiene und die Elektrode auch bei einem Temperaturanstieg dauerhaft bzw. stabil verbunden werden können.
  • Der Verbindungsabschnitt ist derart gebildet, dass wenigstens die Dicke des Verbindungsteils geringer als die des Nichtverbindungsabschnitts ist, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden.
  • Durch diesen Aufbau wird der Betrag der thermischen Ausdehnung des Verbindungsteils mit der Elektrode bei einem Temperaturanstieg verringert, so dass die auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung verringert werden kann.
  • Vorzugsweise weist der Verbindungsabschnitt einen Teil, der derart ausgebildet ist, dass er im Ansprechen auf eine auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung verschiebbar ist, als den Wärmespannungsentlastungsmechanismus in wenigstens einem Teil eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode auf.
  • Durch diesen Aufbau kann die auf den Verbindungsteil mit der Elektrode wirkende Wärmespannung durch eine Verschiebung des Verbindungsabschnitts bei einem Temperaturanstieg entlastet werden, so dass die auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung entlastet werden kann.
  • Alternativ vorzugsweise weist der Verbindungsabschnitt einen Teil, der eine Form aufweist, die dünner als eine Dicke des Nichtverbindungsabschnitts ist, und derart ausgebildet ist, dass er im Ansprechen auf eine auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung verschiebbar ist, in wenigstens einem Teil eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode auf, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden.
  • Durch diesen Aufbau kann der Betrag der thermischen Ausdehnung des Verbindungsteils mit der Elektrode bei einem Temperaturanstieg verringert werden und kann ferner die auf den Verbindungsteil mit der Elektrode wirkende Wärmespannung durch eine Verschiebung des Verbindungsteils entlastet werden, so dass die auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung entlastet werden kann.
  • Vorzugsweise weist der Nichtverbindungsabschnitt einen Abschnitt für eine elektrische Verbindung mit der Schaltungskomponente auf und ist der Verbindungsabschnitt derart ausgebildet, dass er vom Nichtverbindungsabschnitt abzweigt.
  • Folglich kann die vorstehend erwähnte Stromschiene realisiert werden, ohne die Form zu verkomplizieren.
  • Ferner vorzugsweise weist die Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung ferner einen festen Pfosten zur Befestigung des Nichtverbindungsabschnitts und eine Leiterplatte auf, die auf dem festen Pfosten befestigt ist, wobei der Nichtverbindungsabschnitt zwischen beiden angeordnet ist. Der feste Pfosten ist aus einem isolierenden Material aufgebaut. Der Nichtverbindungsabschnitt weist einen Vorsprungsabschnitt, der einteilig mit dem Nichtverbindungsabschnitt ausgebildet ist, auf derjenigen Oberfläche auf, die einer Oberfläche mit dem daran befestigten festen Pfosten gegenüberliegt. Die Leiterplatte weist ein Befestigungsloch, in welches der Vorsprungsabschnitt eingepasst ist, und einen leitfähigen Abschnitt auf. Der leitfähige Abschnitt ist derart aufgebaut, dass zwischen dem Nichtverbindungsabschnitt und einer Schaltungskomponente auf der Leiterplatte durch Verbinden des Vorsprungsabschnitts mit dem Befestigungsloch eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung erleichtert die Bereitstellung des Vorsprungsabschnitts auf der Stromschiene die Anordnung bei der Befestigung der Leiterplatte, so dass die Durchführbarkeit verbessert wird. Dies führt dazu, dass der Durchsatz pro Zeiteinheit erhöht werden kann, so dass die Fertigungskosten verringert werden können.
  • Alternativ vorzugsweise weist die Stromschiene eine erste und einer zweite Schutzbeschichtung auf. Die erste Schutzbeschichtung wird gebildet, indem eine Oberfläche eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode mit einem isolierenden Material beschichtet wird. Die zweite Schutzbeschichtung wird gebildet, indem ein isolierendes Material, mit dem eine Oberfläche des Verbindungsteils mit der Elektrode in einem Verbindungszustand mit der Elektrode beschichtet wird, einer Wärmeaushärtung unterzogen wird.
  • Ferner vorzugsweise weist die Stromschiene eine Schutzbeschichtung auf, die gebildet wird, indem ein isolierendes Material, mit welchem die Oberflächen des Verbindungsabschnitts und des Nichtverbindungsabschnitts in einem Verbindungszustand mit der Elektrode beschichtet werden, einer Wärmeaushärtung unterzogen wird.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung wird das Volumen, das einen isolierenden Schutz für die Halbleitervorrichtung und den Verbindungsteil der Stromschiene benötigt, verringert, indem die Verwendung eines Bonddrahts vermieden wird. Folglich kann der Verbindungsteil in Anbetracht von sowohl der Festigkeit als auch der Isolierung in geeigneter Weise geschützt werden, während die Menge an isolierendem Material, das verwendet wird, verringert wird.
  • Vorzugsweise ist die Halbleitervorrichtung derart aufgebaut, dass ein Strom zwischen der ersten und der zweiten Stromelektrode in Übereinstimmung mit einem Potential oder Strom einer Steuerelektrode gesteuert wird. Die Stromschiene verbindet dann die Steuerelektrode elektrisch mit der Schaltungskomponente. Alternativ verbindet die Stromschiene die erste oder die zweite Stromelektrode mit der Schaltungskomponente.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung wird die Wärmespannung des Verbindungsteils verringert und ein Unterbrechungsfehler für sowohl die Steuerelektrode (für gewöhnlich das Gate) als auch die Stromelektrode (für gewöhnlich Kollektor und Emitter) einer Halbleitervorrichtung verhindert. Ferner können die Elektrode der Halbleitervorrichtung und die Stromschiene ohne Verwendung eines Bonddrahts elektrisch direkt miteinander verbunden werden.
  • Vorzugsweise wird die Stromschiene elektrisch mit Elektroden von mehreren der Hableitervorrichtungen gemeinsam verbunden.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung wird die Wärmespannung des Verbindungsteils verringert und ein Unterbrechungsfehler für die Stromschiene, die mit mehreren der Halbleitervorrichtungen verbunden ist und deren Temperatur sich leicht erhöht, verringert. Ferner können die Elektrode der Halbleitervorrichtung und die Stromschiene ohne Verwendung eines Bonddrahts elektrisch direkt miteinander verbunden werden.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung ermöglicht es die einteilig ausgebildete Stromschiene, dass die Elektrode der Halbleitervorrichtung und die Stromschiene elektrisch direkt miteinander verbunden werden können. Ferner kann der Betrag der thermischen Ausdehnung der Stromschiene am Verbindungsteil verringert werden und kann folglich die auf den Verbindungsteil wirkende Wärmespannung entlastet werden. Dies führt dazu, dass ein Unterbrechungsfehler zwischen der Halbleitervorrichtung und der Stromschiene verhindert werden kann.
  • Ferner vorzugsweise wird vor dem ersten Prozess eine Schutzbeschichtung vorgesehen, die gebildet wird, indem eine Oberfläche eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode der Stromschiene mit einem isolierenden Material beschichtet wird. Der zweite Prozess umfasst einen ersten Unterprozess zum Beschichten einer Oberfläche des Verbindungsteils mit der Elektrode in einem Verbindungszustand mit der Elektrode mit einem isolierenden Material und einen zweiten Unterprozess zum Bilden der isolierenden Schutzbeschichtung durch eine Wärmeaushärtung einer mit Hilfe des ersten Unterprozesses gebildeten Beschichtung. Ferner vorzugsweise wird beim ersten Unterprozess die Oberfläche des Verbindungsteils durch Sprühen eines Sol-artigen isolierenden Harzes mit einem isolierenden Material beschichtet.
  • Vorzugsweise umfasst der zweite Prozess einen ersten Unterprozess zum Laden eines Gel-artigen isolierenden Materials zum Eintauchen der Halbleitervorrichtung und der Stromschiene, einen zweiten Unterprozess zum Entleeren und Rückgewinnen des isolierenden Materials derart, dass auf den Oberflächen des Verbindungsabschnitts und des Nichtverbindungsabschnitts der Stromschiene eine Beschichtung des isolierenden Materials übrig ist, und einen dritten Unterprozess einer Wärmeaushärtung der Beschichtung des isolierenden Materials, die mit Hilfe des zweiten Unterprozesses gebildet wird, um so die isolierende Schutzbeschichtung zu bilden.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung wird das Volumen, das einen isolierenden Schutz für die Halbleitervorrichtung und den Verbindungsteil der Stromschiene benötigt, verringert. Folglich kann der Verbindungsteil in Anbetracht von sowohl der Festigkeit als auch der Isolierung in geeigneter Weise geschützt werden, während die Menge an isolierendem Material, das verwendet wird, verringert wird.
  • Alternativ vorzugsweise wird der Nichtverbindungsabschnitt im ersten Prozess an einem festen Pfosten befestigt, der aus einem isolierenden Material aufgebaut ist. Das Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung umfasst ferner einen dritten Prozess zum Befestigen einer Leiterplatte auf dem festen Pfosten, wobei der Nichtverbindungsabschnitt zwischen beiden angeordnet wird. Ferner umfasst der dritte Prozess einen ersten und einen zweiten Unterprozess. Bei dem ersten Unterprozess wird ein Vorsprungsabschnitt, der einteilig mit dem Nichtverbindungsabschnitt auf derjenigen Oberfläche vorgesehen ist, die einer Oberfläche des Nichtverbindungsabschnitts mit dem darauf befestigten festen Pfosten gegenüberliegt, in ein Befestigungsloch eingepasst, das in der Leiterplatte vorgesehen ist. Bei dem zweiten Unterprozess wird der Vorsprungsabschnitt mit einem leitfähigen Abschnitt verbunden, der auf einer Seitenoberfläche des Befestigungslochs vorgesehen ist und mit einer Schaltungskomponente auf der Leiterplatte elektrisch verbunden ist, um so den leitfähigen Abschnitt und den Vorsprungsabschnitt elektrisch miteinander zu verbinden.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung wird die Anordnung zum Zeitpunkt einer Befestigung einer Leiterplatte einfach und die Durchführbarkeit des dritten Prozesses verbessert. Dies führt dazu, dass der Durchsatz pro Zeiteinheit erhöht werden kann, so dass die Fertigungskosten verringert werden können.
  • Folglich können gemäß einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung und einem Verfahren zur Fertigung der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Elektrode einer Halbleitervorrichtung und eine Stromschiene elektrisch direkt miteinander verbunden werden, d. h., sie können auch bei einem Temperaturanstieg dauerhaft verbunden werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt einen Schaltplan zur Veranschaulichung eines beispielhaften Aufbaus einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Stromschienenverbindung mit einer Halbleitervorrichtung in jedem Arm.
  • 3 zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung einer Verbindungsstruktur zwischen einer Halbleitervorrichtung und einer Stromschiene in der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 3.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 3.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in der 3.
  • 7 zeigt eine konzeptionelle Abbildung zur Veranschaulichung einer Befestigung einer Leiterplatte an der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Prozesses zur Fertigung der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Signalleiterplattenbefestigungsprozesses in allen Einzelheiten.
  • 10 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines ersten Beispiels eines Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses.
  • 11 zeigt eine konzeptionelle Abbildung zur Veranschaulichung eines Vorgangs zum Aufbringen eines isolierenden Materials bei dem ersten Beispiel des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses.
  • 12 zeigt eine Isolierschutzbeschichtung, die mit Hilfe des in der 11 gezeigten Vorgangs gebildet wird.
  • 13 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Beispiels des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses.
  • 14 zeigt eine konzeptionelle Abbildung zur Veranschaulichung des zweiten Beispiels des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses.
  • 15 zeigt eine Isolierschutzbeschichtung, die mit Hilfe des in der 14 gezeigten Vorgangs gebildet wird.
  • 16 zeigt eine erste Abbildung zur Veranschaulichung einer Modifikation einer Stromschienenform bei der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • 17 zeigt eine zweite Abbildung zur Veranschaulichung einer Modifikation einer Stromschienenform bei der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • Beste Arten zum Ausführen der Erfindung
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass gleiche oder entsprechende Teile in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und eine wiederholte Beschreibung dieser Teile im Wesentlichen nicht wiederholt wird.
  • 1 zeigt einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung eines beispielhaften Aufbaus einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Nachstehend wird auf die 1 Bezug genommen. Ein Inverter 100, der als typisches Beispiel einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgezeigt wird, ist eine Energiewandlungsvorrichtung, die eine elektrische Energieumwandlung zwischen einer Gleichspannung einer Gleichspannungsenergiequelle 20 und einer Wechselspannung von jeder Phase einer elektrischen Drehmaschine M1 ausführt. Ein Glättungskondensator 30 zum Entfernen einer Welligkeitskomponente der Gleichspannung ist mit der Gleichspannungsseite des Inverters 100 verbunden.
  • Die Gleichspannungsenergiequelle 20 ist aus einer ladbaren Energiespeichervorrichtung, wie beispielsweise einer Batterie oder einem elektrischen Doppelschichtkondensator, aufgebaut. Die positive Elektrode der Gleichspannungsenergiequelle 20 ist mit einem Kabel 21 positiver Seite verbunden. Demgegenüber ist die negative Elektrode der Gleichspannungsenergiequelle 20 mit einem Kabel 22 negativer Seite entsprechend einer Masseleitung verbunden.
  • Die elektrische Drehmaschine M1, die aus einem dreiphasigen Wechselstromsynchronmotor, einem dreiphasigen Induktionsmotor oder dergleichen aufgebaut ist, empfängt einen Wechselstrom vom Inverter 100, um eine Drehantriebskraft zu erzeugen. Die elektrische Drehmaschine M1 wird ferner als Energieerzeuger verwendet. Die während einer Verzögerung (Regeneration) erzeugte elektrische Energie wird vom Inverter 100 in eine Gleichspannung gewandelt und vom Glättungskondensator 30 geglättet, um bei einem Laden der Gleichspannungsenergiequelle 20 verwendet zu werden.
  • Der Inverter 100 ist ein Drehstromwechselrichter mit Energiehalbleiterschaltvorrichtungen Q1 bis Q6. Obgleich bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Energiehalbleiterschaltvorrichtung beispielsweise aus einem IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) gebildet ist, kann eine beliebige andere Energiehalbleiterschaltvorrichtung, wie beispielsweise ein Bipolartransistor oder ein MOS-Transistor, verwendet werden. Nachstehend wird die Energiehalbleiterschaltvorrichtung auch als Transistor bezeichnet.
  • Der Inverter 100 weist einen U-Phasen-Arm 102, einen V-Phasen-Arm 104 und einen W-Phasen-Arm 106 auf, die zwischen einer Stromschiene 170 positiver Elektrode und einer Stromschiene 171 negativer Elektrode parallel geschaltet sind. Der U-Phasen-Arm 102 weist Transistoren Q1, Q2 auf, die zwischen der Stromschiene 170 positiver Elektrode und der Stromschiene 171 negativer Elektrode in Reihe geschaltet sind. Gleichermaßen weist der V-Phasen-Arm 104 Transistoren Q3, Q4 auf, die zwischen der Stromschiene 170 positiver Elektrode und der Stromschiene 171 negativer Elektrode in Reihe geschaltet sind, und weist der W-Phasen-Arm 106 Transistoren Q5, Q6 auf, die zwischen der Stromschiene 170 positiver Elektrode und der Stromschiene 171 negativer Elektrode in Reihe geschaltet sind.
  • Die Stromschiene 170 positiver Elektrode und die Stromschiene 171 negativer Elektrode sind über einen Verbindungsanschluss 60 elektrisch mit einem Kabel 21 positiver Seite bzw. einem Kabel 22 negativer Seite verbunden.
  • In jedem Phasen-Arm ist der Knotenpunkt zwischen dem Transistor im oberen Arm und dem Transistor im unteren Arm, die in Reihe geschaltet sind, elektrisch mit jedem Phasen-Ende jeder Phasen-Spule der elektrischen Drehmaschine M1 verbunden. Insbesondere sind die Knotenpunkte des U-Phasen-Arms 102, der V-Phasen-Arms 104 und des W-Phasen-Arms 106 über einen Verbindungsanschluss 70 elektrisch mit den entsprechenden einen Ende einer U-Phasen-Spule bzw. einer V-Phasen-Spule bzw. einer W-Phasenspule verbunden. Die anderen Enden der Phasen-Spulen der elektrischen Drehmaschine M1 sind an einem Sternpunkt N1 elektrisch miteinander verbunden.
  • Die über die Transistoren Q1 bis Q6 fließenden Ströme werden als jeweiliger Phasenstrom von den Ausgangsstromschienen 172, 174, 176 abgenommen und an eine jeweilige Phasen-Spule der elektrischen Drehmaschine M1 gegeben. Ein Stromsensor 118 ist für die Ausgangsstromschienen 172, 174, 176 vorgesehen, um den erfassten jeweiligen Phasenstrom an eine Steuerschaltung 40 zu geben.
  • Antriebssteuerschaltungen DC1 bis DC6 sind entsprechend für die Transistoren Q1 bis Q6 vorgesehen. Die Antriebssteuerschaltungen DC1 bis DC6 steuern das Einschalten/Ausschalten der entsprechenden Transistoren Q1 bis Q6 im Ansprechen auf jeweilige Schaltsteuersignale S1 bis S6, die von einer Signalerzeugungsschaltung 50 erzeugt werden. Ferner sind antiparallele Dioden D1 bis D6 entsprechend parallel zu den Transistoren Q1 bis Q6 geschaltet, um einen Rückstromfluss durch sie zu ermöglichen.
  • Die Steuerschaltung 40 steuert einen Betrieb der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung (Inverter) 100. Insbesondere empfängt sie Steuerschaltung 40 einen Drehmomentbefehlswert der elektrischen Drehmaschine M1, jeden Phasenstromwert und eine Eingangsspannung an den Inverter 100 (d. h. eine Ausgangsspannung der Gleichspannungsenergieversorgung 20), um eine an jede Phasen-Spule der elektrischen Drehmaschine M1 gelegte Spannung auf der Grundlage einer bekannten PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) zu berechnen und das Rechenergebnis an die Signalerzeugungsschaltung 50 zu geben.
  • Die Signalerzeugungsschaltung 50 empfängt das Spannungsrechenergebnis für jede Phasen-Spule von der Steuerschaltung 40, um Schaltsteuersignale S1 bis S6 zu erzeugen, die PWM-Steuersignalen zur Steuerung des Einschaltens/Ausschaltens der Transistoren Q1 bis Q6 entsprechen. Die Schaltsteuersignale S1 bis S6 werden entsprechend an die Antriebssteuerschaltungen DC1 bis DC6 gegeben.
  • Es sollte beachtet werden, dass ein Wandler (nicht gezeigt) für eine Gleichspannungswandlung zusätzlich auf der Seite der Gleichspannungsenergieversorgung 20 entfernt vom Glättungskondensator 30 vorgesehen sein kann. Bei solch einem Aufbau kann die Gleichspannung des Inverters 100 durch die Steuerung des Betriebs des Wandlers derart variable gesteuert werden, dass die an die elektrische Drehmaschine M1 gelegte Wechselspannungsamplitude einen optimalen Pegel annimmt, in Übereinstimmung mit dem Arbeitsbereich der elektrischen Drehmaschine M1. Insbesondere empfängt die Steuerschaltung 40 den Drehmomentbefehlswert und die Motordrehzahl, die vorstehend erwähnt worden sind, um einen optimalen Wert (Sollwert) der Gleichspannung (Eingangsspannung) des Inverters 100 zu berechnen. Anschließend erzeugt die Steuerschaltung 40 ein Steuersignal zur Bestimmung eines Schaltvorgangs des Wandlers, der erforderlich ist, um diese Eingangsspannung zu realisieren.
  • 2 zeigt einen elektrischen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Stromschienenverbindung zu einer Halbleitervorrichtung in jedem Arm.
  • In jedem Arm sind, wie in 2 gezeigt, ein Transistor Q (Transistoren Q1 bis Q6 oder eine kollektive Bezeichnung für die Transistoren im nicht gezeigten Wandler), der für gewöhnlich aus einem IGBT aufgebaut ist, und eine Diode D (Anti-Parallel-Diode (Reverse-Parallel-Diodes) D1 bis D6 oder kollektive Bezeichnung der Dioden im nicht gezeigten Wandler) jeweils als „Halbleitervorrichtung” vorgesehen.
  • Der Transistor Q weist Stromelektroden (Hauptelektroden) 150, 152 und eine Steuerelektrode 154 als Elektroden auf und ist derart aufgebaut, dass ein die Stromelektroden 150 und 152 passierender Strom in Übereinstimmung mit einem Potential oder einem Strom an der Steuerelektrode 154 gesteuert wird.
  • Die Steuerelektrode 154 entspricht einem Gate eines IGBT und eines MOS-Transistors und einer Basis eines Bipolartransistors. Die Stromelektroden 150 und 152 entsprechen einem Kollektor und einem Emitter eines IGBT und eines Bipolartransistors und einem Drain und einer Source eines MOS-Transistors. Die Diode D weist eine Anode (positive Elektrode) 162 und eine Kathode (negative Elektrode) 164 als Elektroden auf.
  • Der Transistor Q weist beispielsweise eine vertikale Transistorstruktur auf, bei welcher die Stromelektroden 150 und 152 auf den jeweils gegenüberliegenden Oberflächen (Hauptelektrodeoberflächen) eines Halbleiterchips gebildet werden. Anschließend wird die Steuerelektrode 154 auf einer der Hauptelektrodenoberflächen gebildet. Das Potential oder der Strom der Steuerelektrode 154 wird von einer Antriebssteuerschaltung DC (kollektive Bezeichnung für die Antriebssteuerschaltungen DC1 bis DC6) gesteuert. Die Signalverdrahtung (nicht gezeigt), welche die Sensoren und Schaltungen, die für die Antriebssteuerschaltung DC und die Transistoren vorgesehen sind, elektrisch verbinden, ist ebenso parallel zur Ansteuerverdrahtung (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Ansteuerverdrahtung und die Signalverdrahtung, die vorstehend erwähnt werden, sind aus einer Stromschiene 200c aufgebaut.
  • Die Stromelektrode des Transistors Q (nachstehend auch als die Transistorelektrode bezeichnet) 150 und die Kathode der Diode D (nachstehend auch als die Diodenelektrode bezeichnet) 164 sind mit einer Stromschiene 200a verbunden. Die Anode 162 der Diode D ist die Elektrode gemeinsam mit der Stromelektrode 152 des Transistors Q (nachstehend auch als gemeinsame Elektrode 152 bezeichnet) und mit einer Stromschiene 200b verbunden. Jede der Stromschienen 200a, 200b entspricht einer Stromschiene der Stromschiene 170 positiver Elektrode, der Stromschiene 171 negativer Elektrode und der Ausgangsstromschienen 172, 174, 176, die in der 1 gezeigt sind.
  • D. h., jede Elektrode der Halbleitervorrichtung (Transistor Q und Diode D) ist elektrisch mit einer Schaltungskomponente außerhalb der Halbleitervorrichtung verbunden, insbesondere mit dem Kabel 21 positiver Seite (mit der positiven Elektrode der Gleichspannungsversorgung), mit dem Kabel 22 negativer Seite (mit der negativen Elektrode der Gleichspannungsversorgung), mit jeder Phasenspulenverdrahtung der elektrischen Drehmaschine M1, mit der Antriebssteuerschaltung DC oder dergleichen, und zwar über die Stromschiene 200a, 200b oder 200c, die aus einem Leiter, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium aufgebaut sind. Die Stromschiene 200c wird nachstehend auch als „Signalleitungsstromschiene” bezeichnet, um sie von den Stromschienen 200a, 200b zu unterscheiden, durch die Strom fließt, der mit der Energiewandlung verknüpft ist.
  • 3 zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung einer Verbindungsstruktur zwischen den Halbleitervorrichtungen und den Stromschienen. 3 entspricht einer Draufsicht des Inverters 100, der auf einer Kühlplatte 300 befestigt ist.
  • Nachstehend wird auf die 3 Bezug genommen. Jeder der auf der Kühlplatte 300 angeordneten Halbleiterchips 302 weist den Transistor Q und die Diode D auf, die in der 2 gezeigt sind.
  • Die Transistorelektrode 150 und die Diodenelektrode 164 sind jeweils als Vorrichtungsoberseitenelektrode vorgesehen und elektrisch mit der Stromschiene 200a verbunden. Die Stromschiene 200a weist einen Stromschienenabschnitt 205a und einen Anschlussabschnitt 210a auf. Von der Stromschiene 200a entspricht der Stromschienenabschnitt 205a bei der vorliegenden Erfindung einem „Nichtverbindungsabschnitt mit der Elektrode” und der Anschlussabschnitt 210a einem „Verbindungsabschnitt mit der Elektrode”. Der Stromschienenabschnitt 205a erstreckt sich auf dem Zeichnungsblatt in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und wird von einem festen Pfosten 310 gehalten, der aus einem isolierenden Material aufgebaut ist.
  • Nachstehend wird auf die 4 Bezug genommen, die einer Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 3 entspricht. Der Stromschienenabschnitt 205a (Dicke t1) wird vom festen Pfosten 310 gehalten und ist über ein Verbindungselement 320 entsprechend einem Verbindungsanschluss 60 oder 70, der in der 1 gezeigt ist, elektrisch mit einer Schaltungskomponente außerhalb der Halbleitervorrichtung verbunden. Der feste Pfosten 310 ist, obgleich dies nicht gezeigt ist, über ein Befestigungselement, wie beispielsweise einen Bolzen oder ein Klebemittel, an der Kühlplatte 300 befestigt.
  • Nachstehend wird erneut auf die 3 Bezug genommen. Der Anschlussabschnitt 210a ist einteilig mit dem Stromschienenabschnitt 205a ausgebildet und derart vorgesehen, dass er vom Stromschienenabschnitt 205a derart abzuzweigen, dass er sich auf dem Zeichnungsblatt in der Rechts- und Linksrichtung in der Zeichnung erstreckt. Verbindungsteile 215a mit der Transistorelektrode 150 und der Diodenelektrode 164 sind an einem Teil des Anschlussabschnitts 210a vorgesehen. Derjenige Bereich des Stromschienenabschnitts 205a und des Anschlussabschnitts 210a, welcher den Verbindungsteil 215a auslässt, d. h., der gestrichelte Bereich der Stromschiene 200a in der 3, weist eine isolierende Beschichtung 501 auf, die gebildet wird, indem die Oberfläche mit einem isolierenden Material, wie beispielsweise einem Isolierfilm, bedeckt wird.
  • Nachstehend wird auf die 5 Bezug genommen, die einer Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 3 entspricht. Die Stromschiene 200a mit dem Anschlussabschnitt 210a und dem Stromschienenabschnitt 205a wird gebildet, indem ein Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium derart einteilig gedrückt wird, dass eine Dicke t2 des Anschlussabschnitts 210a mit dem Verbindungsteil 215a geringer als eine Dicke t1 des Stromschienenabschnitts 205a ist (t2 < t1), und dass der Anschlussabschnitt 210a vom Stromschienenabschnitt 205a abzweigt.
  • Ferner wird der Anschlussabschnitt 210a derart gedrückt, dass der Verbindungsteil 215a der Transistorelektrode 150 und der Diodenelektrode 164 gegenüberliegt, und dass der andere Teil in geeigneter Weise von den Halbleitervorrichtungen weg gebogen wird. Die Verbindungsteile 215a werden über ein Verbindungsmaterial 160, wie beispielsweise Lot, ohne Verwendung eines Bonddrahts elektrisch direkt mit der Transistorelektrode 150 und der Diodenelektrode 150 verbunden.
  • Die Dicke t2 des Leitungsabschnitts 210a mit dem Verbindungsteil 215a wird durch eine Dickenbeschränkung, die bei Einspeisen eines Stroms keinen Bruch verursacht, in Anbetracht der Stärke des fließenden Stroms, und durch eine Bildungsbeschränkung beim Drücken bzw. Pressformen bestimmt. Die Dicke t1 wird beispielsweise auf die Größenordnung von 0,1 mm oder dergleichen verringert.
  • Auf diese Weise wird von der Stromschiene 200a wenigstens der Verbindungsteil 215a mit der Elektrode der Halbleitervorrichtung (Transistor Q oder Diode D) in der Dicke verringert, so dass der Betrag der thermischen Ausdehnung am Verbindungsteil bei einem Temperaturanstieg und die wirkende Wärmespannung verringert werden können, auch bei einem Aufbau, bei welchem die Elektroden der Halbleitervorrichtungen und die Stromschienen ohne Verwendung eines Bonddrahts unter Verwendung der einteilig ausgebildeten Stromschiene 200a elektrisch direkt miteinander verbunden werden. D. h., ein „Wärmespannungsentlastungsmechanismus” der vorliegenden Erfindung kann gebildet werden, indem die Dicke von wenigstens dem Verbindungsteil 215a des Anschlussabschnitts 210 verringert wird
  • Die gemeinsame Elektrode 152 ist, wie in 3 gezeigt, als Vorrichtungsunterseitenelektrode vorgesehen und elektrisch mit der Stromschiene 200b verbunden. Die Stromschiene 200b ist auf ähnliche Weise wie die Stromschiene 200a aufgebaut und weist einen Stromschienenabschnitt 205b und einen Anschlussabschnitt 210b auf. Der Stromschienenabschnitt 205b erstreckt sich auf dem Zeichnungsblatt in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und wird von einem festen Pfosten 310 gehalten, der aus einem isolierenden Material aufgebaut ist, ähnlich dem Stromschienenabschnitt 205a. Der Stromschienenabschnitt 205b ist ebenso, wie vorstehend beschrieben, über ein Verbindungselement 320 entsprechend dem Verbindungsanschluss 60 oder 70, der in der 1 gezeigt, auf dem festen Pfosten elektrisch mit einer Schaltungskomponente außerhalb der Halbleitervorrichtung verbunden.
  • Nachstehend wird auf die 6 Bezug genommen, die einer Querschnittsansicht der Linie VI-VI in der 3 entspricht. Die Stromschiene 200b ist ebenso, ähnlich der Stromschiene 200a, derart vorgesehen, dass die Dicke t2 des Anschlussabschnitts 210b mit dem Verbindungsteil 215b geringer als die Dicke t1 des Stromschienenabschnitts 205b ist (t2 < t1), und dass der Anschlussabschnitt 210b vom Stromschienenabschnitt 205b abzweigt. Die Stromschiene 200b wird ebenso, ähnlich der Stromschiene 200a gefertigt, indem ein Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, einteilig gedrückt bzw. durch Pressen geformt wird.
  • Der Anschlussabschnitt 210b wird derart gedrückt, dass der Verbindungsteil 215b der gemeinsamen Elektrode 152 gegenüberliegt, und dass der andere Teil in geeigneter Weise von den Halbleitervorrichtungen weg gebogen wird. Das Verbindungsteil 215b wird über ein Verbindungsmaterial 160, wie beispielsweise Lot, ohne Verwendung eines Bonddrahts elektrisch direkt mit der gemeinsamen Elektrode 152 verbunden.
  • Folglich wird ebenso wenigstens der Verbindungsteil 215b der Stromschiene 200b in seiner Dicke verringert, so dass der Betrag der thermischen Ausdehnung am Verbindungsteil bei einem Temperaturanstieg verringert und die wirkende Wärmespannung entlastet werden kann, auch bei einem Aufbau, bei welchem die Elektroden der Halbleitervorrichtungen und die Stromschiene ohne einen Binddraht elektrisch direkt miteinander verbunden werden.
  • Die Steuerelektrode 154 ist, wie in 3 gezeigt, elektrisch mit einer Signalleitungsstromschiene 200c verbunden. Die Signalleitungsstromschiene 200c wird gefertigt, indem ein Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, ähnlich den Busschienen 200a, 200b, einteilig gedrückt wird, weist den Stromschienenabschnitt 205c und den Anschlussabschnitt 210c auf, die einteilig ausgebildet sind. Der Stromschienenabschnitt 205c erstreckt sich im Zeichnungsblatt in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und ist an einem aus einem isolierenden Material aufgebauten festen Pfosten 330 befestigt. Der Anschlussabschnitt 210c ist derart ausgebildet vorgesehen, dass er vom Stromschienenabschnitt 205b abzweigt. Ein Teil des Anschlussabschnitts 210c bildet einen Verbindungsteil 215c, der direkt mit der Steuerelektrode 154 verbunden ist.
  • Da die Signalleitungsstromschiene 200c, wie vorstehend beschrieben, als Ansteuerverdrahtung für die Steuerelektrode 154 oder Signalverdrahtung, die Sensorausgänge und dergleichen überträgt, vorgesehen ist, sind mehrere Signalleitungsstromschienen 200c parallel angeordnet. Die jeweiligen Stromschienenabschnitte 205c dieser unabhängigen Signalleitungsstromschienen 200c sind durch einen Isolierfilm oder dergleichen elektrisch voneinander isoliert und geschichtet angeordnet. In demjenigen Teil des Anschlussabschnitts 210c, welches den Verbindungsteil 215c ausschließt, wird eine Isolierbeschichtung 501 gebildet, indem die Oberfläche mit einem isolierenden Material, wie beispielsweise einem Isolierfilm, beschichtet wird.
  • Eine Leiterplatte 400, die Schaltungskomponenten, wie beispielsweise die Antriebssteuerschaltung DC aufweist, wird, wie in 7 gezeigt, unter Verwendung des festen Pfostens 330 auf dem Hauptkörper des Inverters 100 befestigt. Die Leiterplatte 400 wird am festen Pfosten 330 befestigt, wobei die Signalleitungsstromschiene 200c zwischen beiden angeordnet ist. Anschließend wird die Schaltungskomponente, wie beispielsweise die Antriebssteuerschaltung DC auf der Leiterplatte 400 durch jede Signalleitungsstromschiene 200c elektrisch mit der Halbleitervorrichtung verbunden.
  • Die Leiterplatte 400 wird mit einem Befestigungsloch 410 versehen. Ferner wird ein leitfähiger Pfad 420 zwischen einer Schaltungskomponente auf der Leiterplatte 400 und dem Befestigungsloch 410 gebildet, indem ein Verdrahtungsmuster gebildet wird. D. h., das Befestigungsloch 410 dient zusätzlich als Anschluss zum Verbinden der vorstehend erwähnten Schaltungskomponente nach Außerhalb.
  • Im Bereich VII der 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 3 gezeigt, wobei die Leiterplatte 400 befestigt ist.
  • Der feste Pfosten 330, welcher den Stromschienenabschnitt 205c der Signalleitungsstromschiene 200c hält, wird durch ein Befestigungselement 305, wie beispielsweise ein Bolzen oder Klebemittel, an der Kühlplatte 300 befestigt. Ein Vorsprungsabschnitt 220, der in das Befestigungsloch 410 der Leiterplatte 400 einzupassen ist, wird auf der Oberfläche gegenüberliegend derjenigen Oberfläche vorgesehen, welche den am festen Pfosten 330 befestigten Stromschienenabschnitt 205c aufweist. Der Vorsprungsabschnitt 220 ist ein Leiterabschnitt, der einteilig mit dem Stromschienenabschnitt 205c ausgebildet ist. D. h., der Vorsprungsabschnitt 220 kann ebenso durch Pressformen gebildet werden.
  • Auf einer Seitenoberfläche des Befestigungslochs 410 der Leiterplatte 400 wird ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 415 gebildet, der vom leitfähigen Pfad 420 elektrisch fortführend ist (7). Folglich wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Vorsprungsabschnitt 220 und dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 415 gebildet, indem der Vorsprungsabschnitt 220 der Signalleitungsstromschiene 200c in das Befestigungsloch 410 der Leiterplatte 400 eingepasst und anschließend ein Widerstandspressschweißen oder ein Ultraschall-/Laser-Bonden ausgeführt wird, so dass eine Schaltungskomponente, wie beispielsweise eine Antriebssteuerschaltung DC auf der Leiterplatte 400, und eine Signalleitungsstromschiene 200c elektrisch miteinander verbunden werden können.
  • Die Signalleitungsstromschiene 200c wird ebenso derart vorgesehen, dass die Dicke des Anschlussabschnitts 210c mit dem Verbindungsteil 215c geringer als die Dicke des Stromschienenabschnitts 205b ist, und dass der Anschlussabschnitt 210b vom Stromschienenabschnitt 205b abzweigt, ähnlich den Stromschienen 200a und 200b.
  • Folglich wird ebenso wenigstens der Verbindungsteil 215c der Stromschiene 200c in seiner Dicke reduziert, so dass der Betrag der thermischen Ausdehnung am Verbindungsteil bei einem Temperaturanstieg verringert und die wirkende Wärmespannung entlasten werden kann, und zwar auch bei einer Struktur, bei welcher die Steuerelektroden der Halbleitervorrichtungen und die Stromschiene ohne einen Bonddraht elektrisch direkt miteinander verbunden werden.
  • Folglich kann, auch für den Verbindungsteil 215c mit der Steuerelektrode 154, eine Wärmespannung, die bei einem Temperaturanstieg bedingt durch Wärme von irgendeiner anderen Schaltungskomponente auf den Verbindungsteil wirkt, durch die Stromschienenverbindungsstruktur ähnlich der für die Transistorelektrode 150, die gemeinsame Elektrode 152 und die Diodenelektrode 164 entlastet werden.
  • Für jede Stromschiene der Stromschienen 200a, 200b und der Signalleitungsstromschiene 200c sind die Stromschienenabschnitte 205a, 205b, 205c und die Anschlussabschnitte 210a, 210b, 210c mit den Verbindungsteilen 215a, 215b, 215c einteilig ausgebildet und die Verbindungsteile 215a, 215b, 215c über das Verbindungsmaterial 160 direkt mit den Elektroden der Halbleitervorrichtungen verbunden, um so das Erfordernis für einen Bonddraht zu eliminieren und die Fertigungskosten zu senken.
  • Ferner werden die Anschlussabschnitte 210a, 210b, 210c derart in ihrer Dicke verringert, dass wenigstens die Verbindungsteile 215a, 215b, 215c in ihrer Dicke verringert werden. Folglich wird der Betrag der thermischen Ausdehnung an den Verbindungsteilen bei einem Temperaturanstieg verringert und die wirkende Wärmespannung entlastet, so dass eine Verbindungsstruktur bereitgestellt wird, die es ihnen ermöglicht, auch bei einem Temperaturanstieg in stabiler Weise miteinander verbunden zu sein. Dies führt dazu, dass in einer leistungsstarken und kompakten Energiewandlungsvorrichtung, die für gewöhnlich in einem Fahrzeug verwendet wird, auch dann, wenn die Stromschiene und die Elektrode ohne einen Bonddraht direkt miteinander verbunden werden, ihre Verbindung bei einem Temperaturanstieg stabil ist, so dass eine Unterbrechung verhindert wird.
  • 8 zeigt einen Prozess zur Fertigung der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und insbesondere einen Fertigungsprozess der Vorrichtung.
  • Bei der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 8 gezeigt, im Prozess P100 eine elektrische Verbindung hergestellt, indem Halbleitervorrichtungen, die auf jedem Halbleiterchip 302 auf der Kühlplatte 300 gebildet sind, gemäß obiger Beschreibung mit Stromschienen 200a bis 200c verbunden werden.
  • Anschließend wird nach Beendigung des Stromschienenverbindungsvorgangs im Prozess P100 ein Isolierschutzbeschichtungsbildungsvorgang zur Gewährleistung einer Isolierung der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c im Prozess P200 ausgeführt.
  • Anschließend wird nach Beendigung des Isolierschutzbeschichtungsbildungsvorgangs im Prozess P200 ein Vorgang zum Befestigen der in der 7 gezeigten Leiterplatte 400 im Prozess P300 ausgeführt.
  • Der Prozess P300 weist, wie in 9 gezeigt, die Unterprozesse P310 und P320 auf. Im Unterprozess P310 wird, wie in 5 gezeigt, der Vorsprungsabschnitt 220 der Signalleitungsstromschiene 200c in das Befestigungsloch 410 der Leiterplatte 400 eingepasst. Im Unterprozess P320 wird ein Druckschweißen oder Laser- oder Ultraschall-Bonden an der konkaven und der konvexen Seitenoberfläche, die im Unterprozess P310 aneinandergefügt werden, ausgeführt, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Signalleitungsstromschiene 200c und dem Befestigungsloch 41 gewährleistet werden kann, der ebenso als Anschluss einer Schaltungskomponente, wie beispielsweise der Antriebssteuerschaltung DC, dient.
  • Auf diese Weise wird die Signalleitungsstromschiene 200c mit dem auf der Leiterplatte 400 zu befestigenden Vorsprungsabschnitt 220 versehen, so dass ein Anordnen beim Befestigen der Leiterplatte 400 einfacher wird, was dazu führt, dass die Durchführbarkeit verbessert wird. Folglich kann der Durchsatz pro Einheitszeit bei dem Leiterplattenbefestigungsvorgang (Prozess P300) erhöht werden, so dass die Fertigungskosten der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung verringert werden können.
  • Nachstehend wird der Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozess im Prozess P200 näher beschrieben.
  • 10 zeigt ein erstes Beispiel des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses. Der Prozess P200 zum Bilden einer Isolierschutzbeschichtung weist, wie in 10 gezeigt, die Unterprozesse P210 und P220.
  • Der Verbindungsteil 215a, 215b, 215c jeder Stromschiene 200a, 200b, 200c benötigt, wie in 11 gezeigt, eine Isolierung, da eine Isolierbeschichtung (Bezugszeichen 501 in der 3), wie beispielsweise ein Isolierfilm, bis jetzt noch nicht vorgesehen wurde. Im Unterprozess P210 wird jeder Verbindungsteil mit einem isolierenden Material 500 beschichtet. So kann beispielsweise durch Sprühen eines Sol-artigen Isoliermaterials (für gewöhnlich ein wärmehärtendes Harz, wie beispielsweise Silikon) ein Teil, der eine Isolierung benötigt, lokal mit dem isolierenden Material 500 beschichtet werden.
  • Nachstehend wird erneut auf die 10 Bezug genommen. Im Unterprozess P220 wird das isolierende Material, mit welchem die Oberflächen der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c beschichtet werden, einer Wärmebehandlung unter Verwendung eines Ofens oder dergleichen unterzogen. Dies führt dazu, dass das isolierende Material, wie in 12 gezeigt, ausgehärtet wird, um eine Isolierschutzbeschichtung 510 auf den Oberflächen der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c zu bilden.
  • Dies führt dazu, dass die Isolierung der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c gewährleistet ist, und ferner verbessert die Wärmeaushärtung die mechanische Verbindungsfestigkeit zwischen der Stromschiene und der Elektrode.
  • 13 zeigt ein zweites Beispiel des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses.
  • Der Prozess P200 zum Bilden einer Isolierschutzbeschichtung weist, wie in 13 gezeigt, die Unterprozesse P250 bis P280 auf.
  • Im Unterprozess P250 wird, wie in 14 gezeigt, ein Gelspeicherbehälter 61 derart befestigt, dass er denjenigen Teil der Halbleitervorrichtung umgibt, der mit der Stromschiene verbunden ist. Der Gelspeicherbehälter 610 weist einen Gel-Einlass 620 und einen Gel-Auslass 625 auf.
  • Im Unterprozess P260 wird das Gel-artige isolierende Material (für gewöhnlich wärmehärtendes Harz) 600, das mit Hilfe einer Pumpe 630 durch ein Filter 640 gesaugt wird, über den Gel-Einlass 620 in den Gelspeicherbehälter 610 gegeben. Folglich werden die Halbleitervorrichtungen und die Stromschienen als Ganzes im Gel-artigen isolierenden Material 600 getränkt.
  • Im anschließenden Unterprozess P270 wird das Gel-artige isolierende Material 600 im Gelspeicherbehälter 610 über den Gel-Auslass 625 abgepumpt. Das abgepumpte Gel-artige isolierende Material 600 wird zurückgewonnen und erneut verwendet. Nach dem Abpumpen des Gel-artigen isolierenden Material 600 haftet eine Beschichtung des Gel-artigen isolierenden Materials 600 an den Oberflächen der Stromschienen und der Halbleitervorrichtungen.
  • Im Unterprozess P280 wird das Gel-artige isolierende Material 600 in Form einer Beschichtung einer Wärmeaushärtung unter Verwendung eines Ofens oder dergleichen unterzogen. Dies führt dazu, dass das isolierende Material, wie in 15 gezeigt, aushärtet, um eine isolierende Schutzbeschichtung 650 als Ganzes auf der Oberfläche der Halbleitervorrichtungen und der Stromschienen zu bilden, einschließlich der Oberflächen der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c. Ferner sieht die Wärmeaushärtung eine Isolierung vor und verbessert die Wärmeaushärtung die mechanische Verbindungsfestigkeit zwischen der Stromschiene und der Elektrode.
  • Gemäß dem in der 13 gezeigten Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozess des zweiten Beispiels ist es nicht erforderlich, vor dem Stromschienenverbindungsprozess (Prozess P100) eine isolierende Beschichtung aus einem Isolierfilm oder dergleichen für denjenigen Teil zu bilden, der sich von den Verbindungsteilen 215a, 215b, 215c der Stromschienen 200a, 200b, 200c unterscheidet. D. h., nachdem die einteilig ausgebildeten Stromschienen 200a, 200b, 200c mit einem unisolierten Material, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder Messing, das nicht isoliert ist, gefertigt werden, können die Stromschienen 200a, 200b, 200c als Ganzes, einschließlich der Verbindungsteile 215a, 215b, 215c, mit Hilfe des Isolierschutzbeschichtungsbildungsprozesses (P250 bis P280) nach Beendigung des Stromschienenverbindungsprozesses (Prozess P100) isoliert und geschützt werden. Folglich können die Fertigungskosten für die Stromschiene verringert werden. Ferner kann ein Gel-artiges isolierendes Material 600, das sich von demjenigen unterscheidet, das an den Oberflächen der Halbleitervorrichtungen und der Stromschienen anhaftet, rückgewonnen und erneut verwendet werden, um so die Kosten für das isolierende Material zu verringern.
  • Insbesondere kann bei der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform eine Stromschienenverbindungsstruktur realisiert werden, ohne dass ein Drahtbonden angewandt wird, so dass das Volumen (räumliche Ausdehnung) der Verbindungsteile, die isoliert und geschützt werden können, deutlich verringert werden kann. Folglich kann eine Isolierung auch dann, wenn die verringerte Menge an isolierendem Material verwendet wird, gewährleistet werden, da eine Isolierbeschichtung lokal einzig auf einem Oberflächenabschnitt des Verbindungsteils gebildet wird. Ferner kann ebenso die mechanische Verbindungsfestigkeit gewährleistet werden, da die isolierende Schutzbeschichtung mit Hilfe der Wärmeaushärtung gebildet wird.
  • Bei einem Aufbau, bei welchem die Stromschienen und die Halbleitervorrichtungen durch ein Drahtbonden elektrisch verbunden werden, muss der gesamte Bonddraht von seiner Umgebung isoliert werden. Folglich wird eine Isolierung für gewöhnlich für ein großes Volumen bereitgestellt, indem ein Gehäuse vorgesehen wird, um die Halbleitervorrichtungen und die Stromschienen zu umgeben, und anschließend das Gehäuse mit einem Gel-artigen isolierenden Material gefüllt wird. Demgegenüber kann die Verbesserung der Stromschienenverbindungsstruktur bei der Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Menge an zu verwendendem Isoliermaterial deutlich verringern und die Fertigungskosten senken.
  • Obgleich gemäß obiger Beschreibung die Anschlussabschnitte 210a, 210b, 210c der Stromschienen 200a, 200b, 200c in ihrer Dicke verringert werden, kann der Anschlussabschnitt gemäß einer Modifikation gleich der 16 aufgebaut sein, um die Wärmespannung am Verbindungsteil zwischen der Elektrode und der Stromschiene zu entlasten.
  • Wie aus einem Vergleich zwischen den 16 und 5 ersichtlich wird, sind bei der Stromschiene gemäß der Modifikation bewegliche Teile 250, wie jeweils anwendbar, an Nichtverbindungsteilen mit Elektroden vorgesehen, von Anschlussabschnitten 210a, 210c der Stromschienen 200a, 200c. Das bewegliche Teil 250 kann durch Biegen oder Pressen gebildet werden. Die Bereitstellung des beweglichen Teils 250 gewährleistet, dass der Anschlussabschnitt 210a in der Richtung, in der sich der Anschlussabschnitt 210a erstreckt, im Ansprechen auf die Wärmespannung, die auf die Verbindungsteile 215a, 215c wirkt, verschoben werden kann, wodurch die Wärmespannung am Verbindungsteil zwischen einer Elektrode und einer Stromschiene auch bei einer gleichförmigen Dicke der gesamten Stromschiene entlastet werden kann, ohne dass die Dicke des Anschlussabschnitts 210a verringert wird. D. h., der „Wärmespannungsentlastungsmechanismus” der vorliegenden Erfindung kann ebenso mit solch einem beweglichen Teil 250 gebildet werden.
  • Ferner können, wie in 17 gezeigt, die in den 5 und 16 gezeigten Strukturen kombiniert werden. Insbesondere können die beweglichen Teile 250 für die Anschlussabschnitte 210a, 210c, die jeweils die verringerte Dicke aufweisen, vorgesehen werden. Dies führt dazu, dass der Effekt der Entlastung der Wärmespannung verbessert werden kann. Es wird hierdurch bestätigt, dass die gleiche Modifikation ebenso auf die Stromschiene 200b angewandt werden kann, obgleich dies nicht in den 16 und 17 gezeigt ist. In den 16 und 17 kann die Stromschienenstruktur derart gebildet werden, dass der Anschlussabschnitt mit einem Teil vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass er im Ansprechen auf die Wärmespannung, die auf den Verbindungsteil wirkt, verschoben wird, in einer Weise, die sich vom beweglichen Teil 250 unterscheidet.
  • Die hierin offenbarte Ausführungsform sollte in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht beschränkend angesehen werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht durch die obige Beschreibung, sondern durch die beigefügten Ansprüche, äquivalente Auslegungen der Ansprüche und beliebige Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche bestimmt.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung anwendbar, die einen Aufbau aufweist, bei dem eine Elektrode einer Halbleitervorrichtung über eine Stromschiene elektrisch mit einer anderen Schaltungskomponente verbunden wird.

Claims (16)

  1. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung mit: – einer Halbleitervorrichtung (Q, D) zum Ausführen einer Energieumwandlung; und – einer Stromschiene (200a, 200b, 200c) zum elektrischen Verbinden einer Elektrode (150, 152, 162, 164) der Halbleitervorrichtung und einer Schaltungskomponente außerhalb der Halbleitervorrichtung miteinander, wobei – die Stromschiene derart aufgebaut ist, dass sie einen Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) mit der Elektrode und einen Nichtverbindungsabschnitt (205a, 205b, 205c) mit der Elektrode aufweist, die einteilig ausgebildet sind, und dass sie einen Wärmespannungsentlastungsmechanismus zur Entlastung einer Wärmespannung aufweist, die auf einen Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) mit der Elektrode wirkt, der aus einem Teil des Verbindungsabschnitts gebildet ist und in einem Zustand, in dem er der Elektrode gegenüberliegt, ohne einen Bonddraht elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, – der Verbindungsteil derart gebildet ist, dass er eine Dicke aufweist, die geringer als die des Nichtverbindungsabschnitts ist, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden, – der Nichtverbindungsabschnitt bezüglich mehrerer der Halbleitervorrichtungen gleich angeordnet ist, um sich in einer ersten Richtung zu erstrecken, und – der Verbindungsabschnitt entsprechend jeder der Halbleitervorrichtungen derart ausgebildet vorgesehen ist, dass er vom Nichtverbindungsabschnitt abzweigt und sich in einer zweiten Richtung erstreckt, welche die erste Richtung kreuzt, und der Verbindungsabschnitt wenigstens einen Abschnitt aufweist, der eine geringere Dicke als der Nichtverbindungsabschnitt aufweist.
  2. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) derart gebildet ist, dass zusätzlich zum Verbindungsteil eine Dicke von wenigstens einem Teil des Abschnitts, welcher den Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) ausschließt, geringer als die des Nichtverbindungsabschnitts (205a, 205b, 205c) ist, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden.
  3. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) einen Teil (250), der derart ausgebildet ist, dass er im Ansprechen auf eine auf den Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) wirkende Wärmespannung verschiebbar ist, als den Wärmespannungsentlastungsmechanismus in wenigstens einem Teil eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode (150, 152, 162, 164) aufweist.
  4. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) einen Teil (250), der eine Form aufweist, die dünner als eine Dicke des Nichtverbindungsabschnitts (205a, 205b, 205c) ist, und derart ausgebildet ist, dass er im Ansprechen auf eine auf den Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) wirkende Wärmespannung verschiebbar ist, in wenigstens einem Teil eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode (150, 152, 162, 164) aufweist.
  5. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Nichtverbindungsabschnitt (205a, 205b, 205c) einen Abschnitt für eine elektrische Verbindung mit der Schaltungskomponente aufweist; und – der Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) derart ausgebildet ist, dass er vom Nichtverbindungsabschnitt abzweigt und dünner als der Nichtverbindungsabschnitt ist.
  6. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – einen festen Pfosten (330), der aus einem isolierenden Material aufgebaut ist und zur Befestigung des Nichtverbindungsabschnitts (205c) dient; und – eine Leiterplatte (400), die auf dem festen Pfosten befestigt ist, wobei der Nichtverbindungsabschnitt zwischen beiden angeordnet ist, wobei – der Nichtverbindungsabschnitt einen Vorsprungsabschnitt (220), der einteilig mit dem Nichtverbindungsabschnitt ausgebildet ist, auf derjenigen Oberfläche aufweist, die einer Oberfläche mit dem daran befestigten festen Pfosten gegenüberliegt, und – die Leiterplatte aufweist: – ein Befestigungsloch (410), in welches der Vorsprungsabschnitt eingepasst ist, und – einen leitfähigen Abschnitt (415, 420), der derart aufgebaut ist, dass zwischen dem Nichtverbindungsabschnitt und einer Schaltungskomponente auf der Leiterplatte durch Verbinden des Vorsprungsabschnitts mit dem Befestigungsloch eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
  7. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (200a, 200b, 200c) ferner aufweist: – eine erste Schutzbeschichtung (501), die gebildet wird, indem eine Oberfläche eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode (150, 152, 162, 164) mit einem isolierenden Material beschichtet wird; und – eine zweite Schutzbeschichtung (510), die gebildet wird, indem ein isolierendes Material (500), mit dem eine Oberfläche des Verbindungsteils (215a, 215b, 215c) mit der Elektrode in einem Verbindungszustand mit der Elektrode beschichtet wird, einer Wärmeaushärtung unterzogen wird.
  8. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (200a, 200b, 200c) ferner eine Schutzbeschichtung (650) aufweist, die gebildet wird, indem ein isolierendes Material (600), mit welchem die Oberflächen des Verbindungsabschnitts (210a, 210b, 210c) und des Nichtverbindungsabschnitts (205a, 205b, 205c) in einem Verbindungszustand mit der Elektrode (150, 152, 162, 164) beschichtet werden, einer Wärmeaushärtung unterzogen wird.
  9. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Halbleitervorrichtung (Q) derart aufgebaut ist, dass ein Strom zwischen der ersten und der zweiten Stromelektrode (150, 152) in Übereinstimmung mit einem Potential oder Strom einer Steuerelektrode (154) gesteuert wird; und – die Stromschiene (200c) die Steuerelektrode elektrisch mit der Schaltungskomponente verbindet.
  10. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Halbleitervorrichtung (Q) derart aufgebaut ist, dass ein Strom zwischen der ersten und der zweiten Stromelektrode (150, 152) in Übereinstimmung mit einem Potential oder Strom einer Steuerelektrode (154) gesteuert wird; und – die Stromschiene (200a, 200b) die erste oder die zweite Stromelektrode elektrisch mit der Schaltungskomponente verbindet.
  11. Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (200a, 200b) elektrisch mit Elektroden von mehreren der Halbleitervorrichtungen (Q, D) gemeinsam verbunden ist.
  12. Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung, mit: – einem ersten Prozess (P100) zum elektrischen Verbinden einer Stromschiene (200a, 200b, 200c) mit einer Elektrode (150, 152, 162, 164) einer Halbleitervorrichtung (Q, D), wobei die Stromschiene derart aufgebaut ist, dass sie einen Verbindungsabschnitt (210a, 210b, 210c) mit der Elektrode der Halbleitervorrichtung und einen Nichtverbindungsabschnitt (205a, 205b, 205c) mit der Elektrode aufweist, die einteilig ausgebildet sind, und wobei der Verbindungsabschnitt einen Wärmespannungsentlastungsmechanismus zur Entlastung einer auf einen Verbindungsteil (215a, 215b, 215c) mit der Elektrode wirkenden Wärmespannung aufweist, und wobei der Verbindungsabschnitt in einem Zustand, in dem er der Elektrode gegenüberliegt, ohne einen Bonddraht elektrisch mit der Elektrode verbunden ist; und – einem zweiten Prozess (P200) zum Bilden einer isolierenden Schutzbeschichtung (510, 650) für den Verbindungsteil der Stromschiene mit der Elektrode, der mit Hilfe des ersten Prozesses gebildet wird, wobei – der Verbindungsteil derart gebildet ist, dass er eine Dicke aufweist, die geringer als die des Nichtverbindungsabschnitts ist, um so den Wärmespannungsentlastungsmechanismus zu bilden, – der Nichtverbindungsabschnitt bezüglich mehrerer der Halbleitervorrichtungen gleich angeordnet ist, um sich in einer ersten Richtung zu erstrecken, und – der Verbindungsabschnitt entsprechend jeder der Halbleitervorrichtungen derart ausgebildet vorgesehen ist, dass er vom Nichtverbindungsabschnitt abzweigt und sich in einer zweiten Richtung erstreckt, welche die erste Richtung kreuzt, und der Verbindungsabschnitt wenigstens einen Abschnitt aufweist, der eine geringere Dicke als der Nichtverbindungsabschnitt aufweist.
  13. Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – vor dem ersten Prozess (P100) eine erste Schutzbeschichtung (501) vorgesehen wird, wobei die erste Schutzbeschichtung gebildet wird, indem eine Oberfläche eines Nichtverbindungsteils mit der Elektrode (150, 152, 162, 164) der Stromschiene (200a, 200b, 200c) im Voraus mit einem isolierenden Material beschichtet wird; und – der zweite Prozess (P200) umfasst: – einen ersten Unterprozess (P210) zum Beschichten einer Oberfläche des Verbindungsteils (215a, 215b, 215c) mit der Elektrode in einem Verbindungszustand mit der Elektrode mit einem isolierenden Material (500), und – einen zweiten Unterprozess (P220) zum Bilden einer zweiten Schutzbeschichtung (510) durch eine Wärmeaushärtung einer mit Hilfe des ersten Unterprozesses gebildeten Beschichtung.
  14. Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Unterprozess (P210) die Oberfläche des Verbindungsteils (215a, 215b, 215c) durch Sprühen eines Solartigen isolierenden Harzes (500) mit einem isolierenden Material beschichtet wird.
  15. Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Prozess (P200) umfasst: – einen ersten Unterprozess (P250) zum Laden eines Gel-artigen isolierenden Materials (600) zum Eintauchen der Halbleitervorrichtung (Q, D) und der Stromschiene (200a, 200b, 200c); – einen zweiten Unterprozess (P270) zum Entleeren und Rückgewinnen des isolierenden Materials, derart, dass auf den Oberflächen des Verbindungsabschnitts (210a, 210b, 210c) und des Nichtverbindungsabschnitts (205a, 205b, 205c) der Stromschiene eine Beschichtung des isolierenden Materials übrig ist; und – einen dritten Unterprozess (P280) einer Wärmeaushärtung der Beschichtung, die mit Hilfe des zweiten Unterprozesses gebildet wird, um so eine Schutzbeschichtung (650) zu bilden.
  16. Verfahren zur Fertigung einer Halbleiterenergiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Nichtverbindungsabschnitt (205a, 205b, 205c) im ersten Prozess (P100) an einem festen Pfosten (330) befestigt wird, der aus einem isolierenden Material aufgebaut ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: – einen dritten Prozess (P300) zum Befestigen einer Leiterplatte (400) auf dem festen Pfosten, wobei der Nichtverbindungsabschnitt zwischen beiden angeordnet wird, wobei der dritte Prozess umfasst: – einen ersten Unterprozess (P310) zum Einpassen eines Vorsprungsabschnitts (220) in ein Befestigungsloch (410), das in der Leiterplatte vorgesehen ist, wobei der Vorsprungsabschnitt einteilig mit dem Nichtverbindungsabschnitt auf derjenigen Oberfläche vorgesehen ist, die einer Oberfläche des Nichtverbindungsabschnitts mit dem darauf befestigten festen Pfosten gegenüberliegt; und – einen zweiten Unterprozess (P320) zum Verbinden des Vorsprungsabschnitts mit einem leitfähigen Abschnitt (415), der auf einer Seitenoberfläche des Befestigungslochs vorgesehen ist und mit einer Schaltungskomponente auf der Leiterplatte elektrisch verbunden ist, um so den leitfähigen Abschnitt und den Vorsprungsabschnitt elektrisch miteinander zu verbinden.
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