DE112012005920T5 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung mit einem Wärmeverteiler, die verbessert ist, um einen elektrischen Durchschlag zu verhindern, wird geschaffen. Die Halbleitervorrichtung weist einen elektrisch leitfähigen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche, ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, die elektrisch voneinander isoliert sind, IGBTs und Dioden, die am Wärmeverteiler befestigt sind und damit elektrisch verbunden sind, und ein Formharz auf. Die vordere Oberfläche steht mit der unteren Oberfläche in Kontakt und weist einen Umfangsabschnitt auf, der von Kanten davon vorsteht. Das Formharz kapselt die vordere Oberfläche des Plattenelements, den Wärmeverteiler und die Halbleiterelemente ein. Zumindest ein Teil der hinteren Oberfläche des Plattenelements liegt von dem Formharz frei. Der Wärmeverteiler weist an einer Ecke seiner unteren Oberfläche Eckenabschnitte mit einer abgeschrägten Form oder einer Form einer gekrümmten Oberfläche in Draufsicht gesehen und mit einer rechteckigen Form im Schnitt gesehen auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung mit einem Wärmeverteiler und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einem Metallblock für die Wärmeableitung (Wärmeverteiler), der an einer Isolationsplatte angebracht ist, und einem Halbleiterelementsatz auf dem Metallblock, wie beispielsweise in der nachstehend gezeigten Patentliteratur 1 offenbart, ist bekannt. Eine Leistungshalbleitervorrichtung dieser Art beinhaltet ein Leistungshalbleiterelement wie z. B. einen IGBT.
  • In der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Leistungshalbleitervorrichtung ist die Isolationsplatte geringfügig größer gemacht als der Metallblock, so dass sie von den Kanten des Metallblocks mit einer bestimmten Größe vorsteht. Die so vorgesehene Isolationsplatte ist in einen Bereich auf der Metallblockseite gebogen. Ferner ist ein Einkapselungsharz so vorgesehen, dass es einen Abschnitt der hinteren Oberfläche der gebogenen Isolationsplatte bedeckt. Diese Konstruktion ermöglicht das Sicherstellen einer Kriechstrecke, so dass die Isolation mit der Isolationsplatte sichergestellt wird. Eine Verringerung der Größe des Halbleitergehäuses kann durch Biegen der Isolationsplatte auch erreicht werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung mit einem Leistungshalbleiterelement verwendet eine große Menge an Leistung. Ein hoher Isolationseffekt ist daher in der Gehäusestruktur für die Halbleitervorrichtung erforderlich. Eine Studie wurde auch an diesem Punkt im vorstehend erwähnten Stand der Technik durchgeführt und die Entwicklung von Techniken zum Sicherstellen einer Isolation in Halbleitervorrichtungen, die Leistungshalbleiterelemente beinhalten, wird verfolgt.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-9410 Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift. Nr. 2010-267794
    • Patentliteratur 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-124406
    • Patentliteratur 4: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-302722
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung mit einem Wärmeverteiler, die verbessert ist, um einen dielektrischen Durchschlag zu verhindern, und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung zu schaffen.
  • Lösung für das Problem
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei der Wärmeverteiler einen Eckenabschnitt an einer Ecke der unteren Oberfläche umfasst, der Eckenabschnitt eine Form einer gekrümmten Oberfläche oder eine abgeschrägte Form in der Draufsicht gesehen umfasst, der Eckenabschnitt im Schnitt des Wärmeverteilers gesehen rechteckig ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei die vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts eine Schicht umfasst, die aus einem elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial ausgebildet ist, die Schicht eine höhere Isolationsqualität und/oder eine höhere Haftung an der vorderen Oberfläche des Plattenelements im Vergleich zu einem Material des Einkapselungsharzkörpers umfasst.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei
    der Umfangsabschnitt des Plattenelements Folgendes umfasst:
    einen ebenen Abschnitt, der sich parallel zur unteren Oberfläche erstreckt; und
    einen gebogenen Abschnitt, der außerhalb des ebenen Abschnitts in einer Umgebung einer Ecke des Wärmeverteilers oder entlang einer Seite des Wärmeverteilers vorgesehen ist, wobei sich der gebogene Abschnitt so biegt, dass er auf der Seite der vorderen Oberfläche ansteigt;
    der Einkapselungsharzkörper die hintere Oberfläche des Plattenelements im gebogenen Abschnitt bedeckt.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung die Schritte:
    Vorbereiten eines Wärmeverteilers mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit, eines am Wärmeverteiler zu befestigenden Halbleiterelements und eines Plattenelements mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind;
    Biegen des Umfangsabschnitts zur Wärmeverteilerseite durch ein Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts, nach dem Anordnen des Plattenelements, des Wärmeverteilers und des Halbleiterelements, das am Wärmeverteiler befestigt ist, in einem Hohlraum einer Form, Anordnen des Plattenelements auf einer Hohlraumbodenoberfläche der Form, so dass die hintere Oberfläche der Hohlraumbodenoberfläche zugewandt ist, und Anordnen des Wärmeverteilers auf der vorderen Oberfläche des Plattenelements, um einen Umfangsabschnitt vorzusehen, der von einer Kante der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers vorsteht;
    Durchführen eines Einkapselungsprozesses in einem Zustand, in dem die Biegung am Umfangsabschnitt vollendet ist, so dass die vordere Oberfläche des Plattenelements, die hintere Oberfläche des Umfangsabschnitts, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt werden und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements freiliegt.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei der Umfangsabschnitt einen Abschnitt mit kleinerer Dicke in der hinteren Oberfläche umfasst, der Abschnitt mit kleinerer Dicke ein Abschnitt ist, dessen Dicke bis zu einer Spitze des Umfangsabschnitts verringert ist, so dass eine Stufe erzeugt ist, die Stufe die Seite der vorderen Oberfläche vertieft.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei ein vorstehender Abschnitt und/oder eine Aussparung in der vorderen Oberfläche des Umfangsabschnitts vorgesehen sind.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt;
    wobei das Plattenelement durch Legen einer Isolationsschicht und einer Metallschicht ausgebildet wird, wobei die Isolationsschicht auf der Seite der vorderen Oberfläche vorgesehen ist, wobei die Metallschicht auf der Seite der hinteren Oberfläche im Vergleich zur Isolationsschicht vorgesehen ist,
    mindestens ein Durchgangsloch im Umfangsabschnitt vorgesehen ist, wobei das Durchgangsloch von der vorderen Oberfläche zur hinteren Oberfläche durchdringt,
    ein Grat, der auf der Seite der hinteren Oberfläche vorsteht, an einem Kantenabschnitt des Durchgangslochs auf der Seite der hinteren Oberfläche der Metallschicht vorgesehen ist, und
    der Einkapselungsharzkörper einen Abschnitt in der hinteren Oberfläche des Umfangsabschnitts, wo der Grat vorgesehen ist, bedeckt.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halbleitervorrichtung:
    einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit;
    eine Isolationsplatte mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht,
    eine Metallplatte, die mit der hinteren Oberfläche der Isolationsplatte in Kontakt steht, mit einem Umfangsabschnitt, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht, wobei der Umfangsabschnitt eine obere Oberfläche umfasst, die einem Bereich auf der Wärmeverteilerseite zugewandt ist;
    ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und
    einen Einkapselungsharzkörper, in dem die obere Oberfläche der Metallplatte, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche der Metallplatte vom Einkapselungsharzkörper freiliegt.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein dielektrischer Durchschlag in einer Halbleitervorrichtung, die einen Wärmeverteiler beinhaltet, verhindert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • 3 umfasst teilweise Schnittansichten, die die Konstruktion des Eckenabschnitts des Wärmeverteilers gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 4 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein Diagramm, das einen Teil eines Prozesses zur Herstellung der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 zeigt.
  • 8 ist ein Diagramm, das eines der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, das ein anderes der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, das noch ein weiteres der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des gebogenen Abschnitts gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 17 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist ein schematisches Diagramm, das modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • 22 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • 23 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • 24 umfasst schematische Schnittansichten, die teilweise die Umgebung eines Umfangsabschnitts einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 25 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
  • 26 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
  • 27 ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des Umfangsabschnitts gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 28 umfasst schematische Schnittansichten, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 29 ist eine schematische Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 29 ist eine schematische Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 31 ist eine schematische Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 32 umfasst schematische Schnittansichten, die die Konstruktion einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 33 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung.
  • 34 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung.
  • 35 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines Umfangsabschnitts der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung.
  • 36 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 37 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 38 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 39 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 40 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 41 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 42 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 43 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Elemente, die den Zeichnungen gemeinsam sind oder einander entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und Redundanzen in ihren Beschreibungen werden vermieden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.
  • Ausführungsform 1
  • <Konstruktion der Ausführungsform 1>
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt einen Schnitt der Halbleitervorrichtung 10 entlang der Linie A-A in 2. 2 ist eine Draufsicht der in 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 10 in einer Richtung von oben nach unten entlang der Ebene von 1 gesehen. 2 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 10 wegen der Zweckmäßigkeit durch ein Formharz in einer Durchsichtweise.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist einen Wärmeverteiler 20 auf. Der Wärmeverteiler 20 ist ein elektrisch leitfähiger Metallblock mit einer unteren Oberfläche. Wie in 1 und 2 gezeigt, liegt der Wärmeverteiler 20 als Ganzes in Form eines im Allgemeinen rechteckigen Blocks vor, weist eine obere Oberfläche (eine nach oben gewandte Oberfläche, wie in 1 betrachtet) und eine untere Oberfläche (eine nach unten gewandte Oberfläche, wie in 1 betrachtet), die in entgegengesetzten Richtungen gewandt sind, auf und weist auch Seitenoberflächen, die die obere und die untere Oberfläche verbinden, auf. Das Material des Wärmeverteilers 20 ist Kupfer (Cu) mit hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist ein Plattenelement 26 auf. Das Plattenelement 26 ist ein Element, das durch Legen einer Isolationsplatte 22, die eine Isolationsschicht bildet, und einer Metallplatte 24, die eine Metallschicht bildet, ausgebildet wird. Die Isolationsplatte 22 ist aus einem Epoxidharz ausgebildet. Die Metallplatte 24 ist eine Kupferfolie. Die Isolationsplatte 22 kann einen elektrisch leitfähigen Füllstoff enthalten.
  • Das Plattenelement 26 weist eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche auf. Die vordere Oberfläche steht mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 20 in Kontakt. Die hintere Oberfläche liegt außerhalb der Halbleitervorrichtung 10 (außerhalb eines Formharzes 42) frei. Die Isolationsplatte 22 isoliert die vordere und die hintere Oberfläche des Plattenelements 26 elektrisch voneinander.
  • Das Plattenelement 26 weist einen Umfangsabschnitt 27 auf, der von den Kanten der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 20 vorsteht. Der Abschnitt des Plattenelements, der von den Kanten der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers vorsteht, wird nachstehend auch einfach als ”Umfangsabschnitt” bezeichnet. Wie in 2 gezeigt, steht der Umfangsabschnitt 27 in allen Richtungen von den Kanten an vier Seiten des Wärmeverteilers 20 vor und seine Größe ist geringfügig Größer als jene des Wärmeverteilers 20.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist als Halbleiterelemente einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) 30 und eine Diode 32, die eine Freilaufdiode ist, auf. Der IGBT 30 und die Diode 32 sind durch Lötmittel an der oberen Oberfläche des Wärmeverteilers 20 befestigt. Der IGBT 30 und die Diode 32 weisen jeweils eine vordere Elektrode und eine hintere Elektrode auf. Ihre hinteren Elektroden sind mit dem Wärmeverteiler 20 durch das Lötmittel verbunden, wodurch sie elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist einen Hauptanschluss 36, einen Hauptanschluss 37 und Signalanschlüsse 38 auf. Jeder dieser Anschlüsse ist eine aus Kupfer (Cu) ausgebildete Elektrodenplatte. Der Hauptanschluss 36 ist direkt mit dem Wärmeverteiler 20 durch Lötmittel verbunden. Der Hauptanschluss 37, die Diode 32 und der IGBT 30 sind durch mehrere Drähte 46 (fünf Drähte in der Zeichnung), die aus Aluminium (Al) ausgebildet sind, miteinander verbunden. Die Signalanschlüsse 38 sind mit einer Gateelektrode des IGBT 30 durch mehrere Drähte 44 (drei Drähte in der Zeichnung), die aus Aluminium (Al) ausgebildet sind, verbunden.
  • Die Halbleitervorrichtung 10 weist ein Formharz 42 auf. Das Formharz 42 ist ein Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements 26, der Wärmeverteiler 20, der IGBT 30 und die Diode 32 eingekapselt sind. Abschnitte des Hauptanschlusses 36, des Hauptanschlusses 37 und der Signalanschlüsse 38 liegen außerhalb des Formharzes frei. Die ganze hintere Oberfläche des Plattenelements 26 liegt vom Formharz 42 frei.
  • Wie in 2 gezeigt, weist der Wärmeverteiler 20 Eckenabschnitte 21 an den vier Ecken der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 20 auf. Das heißt, die Eckenabschnitte 21 sind Abschnitte des Wärmeverteilers 20 an den vier Ecken, wie in der Draufsicht des Wärmeverteilers 20 gesehen. Die Eckenabschnitte 21 sind Abschnitte des Wärmeverteilers 20 mit den Formen von gekrümmten Oberflächen in der Draufsicht des Wärmeverteilers 20 (oder in der Draufsicht der Halbleitervorrichtung 10) gesehen, wie in 2 gezeigt. Andererseits sind die Eckenabschnitte 21 rechteckig im Schnitt des Wärmeverteilers 20 (oder im Schnitt der Halbleitervorrichtung 10) gesehen, wie in 1 gezeigt. Die Eckenabschnitte 21 gemäß der Ausführungsform 1 sind als gleichmäßige gekrümmte Oberflächen von der unteren Oberfläche zur oberen Oberfläche des Wärmeverteilers 20 ausgebildet.
  • 3 umfasst teilweise Schnittansichten, die die Konstruktion des Eckenabschnitts 21 des Wärmeverteilers 20 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigen. 3A ist ein Diagramm, das den Eckenabschnitt 21 in einem Schnitt des Wärmeverteilers 20 zeigt. 3B ist ein Diagramm, das den Eckenabschnitt 21 in einer Draufsicht des Wärmeverteilers 20 zeigt. 3A ist eine Schnittansicht entlang der Linie A1-A1 in 3B.
  • <Funktionen in der Ausführungsform 1>
  • Bei einer Leistungshalbleitervorrichtung mit einer Konstruktion ähnlich zu jener der Halbleitervorrichtung 10 besteht ein Problem, dass Wasser in die Vorrichtung durch die eingeschränkte Grenzfläche zwischen dem Formharz und der Isolationsplatte eindringt. Dieses Wasser bildet einen elektrischen Leitungspfad zwischen dem Wärmeverteiler und der Kupferfolie, was einen dielektrischen Durchschlag verursacht. Dies liegt daran, dass die Isolationsleistung des Isolationsmaterials der Isolationsplatte in Kontakt mit dem Wärmeverteiler durch Hydrolyse des Isolationsmaterials mit dem Wasser verringert wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten eine Analyse durch, um festzustellen, dass ein solcher dielektrischer Durchschlag mit einer hohen Häufigkeit an Abschnitten des Wärmeverteilers entsprechend den vier Ecken desselben, wie in Draufsicht gesehen, und in Kontakt mit der Isolationsplatte (unmittelbar unter den Eckenabschnitten) auftrat.
  • Ein Pfad, der durch Pfeile in 3A angegeben ist, entspricht der Grenzfläche zwischen dem Formharz 42 und dem Plattenelement 26 und wird auch als ”Feuchtigkeitsabsorptionspfad” bezeichnet. Die Länge des Feuchtigkeitsabsorptionspfades ist im Wesentlichen gleich der Kriechstrecke. Die Kriechstrecke ist als kürzester Abstand zwischen zwei elektrisch leitfähigen Abschnitten entlang einer Isolationsmaterialgrenzfläche definiert.
  • Wenn die Oberflächen der Eckenabschnitte des Wärmeverteilers 20, wie in der Draufsicht von 3B gesehen, nicht gekrümmt, sondern rechtwinklig sind, wie im Stand der Technik, dann konzentriert sich Wasser, das durch Durchgang durch zwei Feuchtigkeitsabsorptionspfade, die in 3B gezeigt sind, eingedrungen ist, an der Spitze des rechtwinkligen Eckenabschnitts. Wenn dagegen die Eckenabschnitte 21 mit der Form einer gekrümmten Oberfläche in der Draufsicht gesehen in der Weise gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen sind, kann die Länge des Feuchtigkeitsabsorptionspfades relativ zu jener in dem Fall, in dem rechtwinklige Eckenabschnitte in Draufsicht gesehen vorgesehen sind, verlängert werden (das heißt die Kriechstrecke kann verlängert werden).
  • Die gekrümmten Oberflächen der Eckenabschnitte 21 können durch Abrunden (R-Abschrägung) ausgebildet werden. Die Abrundung der Eckenabschnitte 21 wird breiter als die gewöhnliche Abrundung, die an Eckenabschnitten von Metallblöcken durchgeführt wird, durchgeführt. Die gewöhnliche Abrundung kann an anderen abgewinkelten Abschnitten des Wärmeverteilers 20 als den Eckenabschnitten 21 durchgeführt werden. Die Abrundung der Eckenabschnitte 21 wird jedoch durch Festlegen eines größeren Abrundungsradius als des Radius der gewöhnlichen Abrundung durchgeführt. Der Abrundungsradius der gekrümmten Oberflächen der Eckenabschnitte 21 ist größer als der Abrundungsradius der anderen abgewinkelten Abschnitte des Wärmeverteilers 20 als der Eckenabschnitte 21.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann, selbst wenn die Absorption von Feuchtigkeit von der Grenzfläche zwischen dem Plattenelement 26 und dem Formharz 42 stattfindet, die Konzentration des Wassers, das durch die Feuchtigkeitsabsorption an den vier Eckenabschnitten des Wärmeverteilers 20 in der Halbleitervorrichtung 10 erzeugt wird, begrenzt werden, was folglich das Verhindern eines dielektrischen Durchschlags an den vier Ecken des Wärmeverteilers 20 ermöglicht.
  • Eine der Ursachen der Konzentration von Orten des Auftretens eines dielektrischen Durchschlags an den vier Ecken des Wärmeverteilers, wie vorstehend beschrieben, ist das Auftreten einer Konzentration des elektrischen Feldes an den Endabschnitten (spitzwinkligen Abschnitten) der vier Eckenabschnitte des Wärmeverteilers, wenn diese Abschnitte spitzig sind. In der vorliegenden Ausführungsform können solche spitzigen Abschnitte beseitigt werden, da die Eckenabschnitte 21 als gekrümmte Oberflächen ausgebildet sind, was folglich das Verringern des Grades der Konzentration des elektrischen Feldes ermöglicht.
  • Die Eckenabschnitte 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in der Schnittansicht des Wärmeverteilers 20 (oder in der Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 10) gesehen rechteckig und weisen keine solche Form mit gekrümmter Oberfläche auf wie die in der Draufsicht gesehene. In dieser Hinsicht unterscheiden sich die Eckenabschnitte 21 beispielsweise von den in 7 in der Patentliteratur 1 ( Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-9410 ) gezeigten abgeschrägten Abschnitten.
  • Die Eckenabschnitte 21 in der vorliegenden Ausführungsform weisen beispielsweise einen nachstehend beschriebenen vorteilhaften Effekt auf. Wie vorstehend beschrieben, führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Analyse und Untersuchung durch, um festzustellen, dass ein dielektrischer Durchschlag leicht in kleinen Spalten auftreten kann, die zwischen dem Wärmeverteiler und der Isolationsplatte an den vier Ecken des Wärmeverteilers gebildet sind. In einem Fall, in dem eine Konstruktion, bei der eine Abschrägung wie z. B. R-Abschrägung im Schnitt gesehen auch durchgeführt wird, wie in der Patentliteratur 1 beschrieben, übernommen wird, besteht eine Möglichkeit, dass das Füllen eines kleinen Spalts, der zwischen dem Wärmeverteiler und der Isolationsplatte gebildet ist, mit dem Formharz nicht gleichmäßig durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform tritt irgendeine Schwierigkeit wie z. B. jene beim Füllen mit dem Formharz in dem Fall, in dem eine R-Abschrägung oder dergleichen im Schnitt gesehen durchgeführt wird, nicht auf, da die in Draufsicht gesehen gekrümmte Form, aber im Schnitt gesehen rechteckige Form übernommen wird. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann ein Formharzeinkapselungsprozess unter derselben Bedingung, wie wenn ein rechteckiger Wärmeverteiler verwendet wird, durchgeführt werden. In der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann folglich die gewünschte Qualität der Formharzeinkapselung in der Struktur, wie im Querschnitt gesehen, sichergestellt werden, während eine Verlängerung des Feuchtigkeitsabsorptionsabstandes in der Struktur, wie in Draufsicht gesehen, erreicht wird, wobei somit verbesserte Effekte beim Sicherstellen von Isolationseigenschaften erreicht werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 10, in der der dielektrische Durchschlag zwischen dem Wärmeverteiler 20 und der Isolationsschicht (Isolationsplatte 22) des Plattenelements 26 verhindert wird und die Isolationseigenschaften sichergestellt werden, bereitgestellt werden.
  • <Modifiziertes Beispiel der Ausführungsform 1>
  • 4 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses modifizierte Beispiel weist einen Wärmeverteiler 50 anstelle des Wärmeverteilers 20 auf. In anderer Hinsicht ist die Konstruktion im modifizierten Beispiel dieselbe wie jene der in 1 und 2 gezeigten Halbleitervorrichtung 10. 4A ist ein Diagramm, das einen Eckenabschnitt 51 des Wärmeverteilers 50 im Schnitt gesehen zeigt. 4B ist ein Diagramm, das den Eckenabschnitt 51 des Wärmeverteilers 50 in Draufsicht gesehen zeigt. 4A ist eine Schnittansicht entlang der Linie A2-A2 in 4B.
  • Der Eckenabschnitt 51 weist eine abgeschrägte Form in Draufsicht gesehen auf und ist im Schnitt gesehen rechteckig. Die Eckenabschnitte 51 werden durch Durchführen einer C-Abschrägung an den vier Eckenabschnitten des Wärmeverteilers 20 in Draufsicht gesehen ausgebildet. Der Eckenabschnitt 51 ist so wirksam wie der Eckenabschnitt 21 beim Sicherstellen von Isolationseigenschaften und kann leicht bearbeitet werden.
  • Ausführungsform 2
  • <Konstruktion der Ausführungsform 2>
  • 5 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt einen Schnitt der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie B-B in 6. 6 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100, die in 5 gezeigt ist, in einer Richtung von oben nach unten entlang der Ebene von 5 gesehen. 6 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 100 wegen der Zweckmäßigkeit durch ein Formharz in einer Durchsichtweise.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 weist abgesehen von zwei nachstehend beschriebenen Unterschiedspunkten dieselbe Konstruktion wie die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 auf. Der erste Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie eine Beschichtungsschicht 122 aufweist. Der zweite Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie einen Wärmeverteiler 120 anstelle des Wärmeverteilers 20 aufweist.
  • Der Wärmeverteiler 120 unterscheidet sich vom Wärmeverteiler 20 in der Ausführungsform 1 darin, dass er nicht die ”Eckenabschnitte 21 mit der Form einer gekrümmten Oberfläche in Draufsicht gesehen” aufweist. Der Wärmeverteiler 120 weist abgesehen von diesem Punkt dieselbe Konstruktion wie der Wärmeverteiler 20 auf. Der Wärmeverteiler 120 ist auch insofern derselbe wie der Wärmeverteiler 20, als er ein rechteckiger Metallblock ist und aus Kupfer (Cu) besteht.
  • Die Beschichtungsschicht 122 ist eine Schicht, die aus einem elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial ausgebildet ist. Die Beschichtungsschicht 122 ist auf der vorderen Oberfläche des Umfangsabschnitts 27 vorgesehen. In der Ausführungsform 2, wie in der Draufsicht von 6 gezeigt, bedeckt die Beschichtungsschicht 122 den ganzen Umfangsabschnitt 27, so dass sie den Wärmeverteiler 120 umgibt.
  • Als Material für die Beschichtungsschicht 122 wird ein Material mit höherer Isolationsqualität und höherer Haftung an der vorderen Oberfläche des Plattenelements 26 im Vergleich zum Material des Formharzes 42 verwendet. Vorzugsweise ist das Material der Beschichtungsschicht 122 ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyimid, Polyamid und einem polyfunktionalen Epoxidpolymer besteht. Außerdem ist kein elektrisch leitfähiger Füllstoff in das Material der Beschichtungsschicht 122 eingemischt. Solche isolierenden Beschichtungsmaterialien weisen eine höhere Haftung an der Isolationsplatte 22 auf, da ein Füllstoff in das Formharz 42 eingemischt ist, um eine hohe Wärmeableitung sicherzustellen.
  • 7 ist ein Diagramm, das einen Teil eines Prozesses zur Herstellung der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 zeigt. Wie in 7A gezeigt, wird das Material der Beschichtungsschicht 122 im Voraus auf die vordere Oberfläche des Plattenelements 26 (die vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts 27) aufgebracht. Danach wird der Wärmeverteiler 120 auf dem Plattenelement 26 angeordnet und ein Formharzeinkapselungsprozess wird ausgeführt. Als Ergebnis wird die in 7B gezeigte Konstruktion erhalten.
  • <Funktionen in der Ausführungsform 2>
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Beschichtungsschicht 122 an der Grenzfläche zwischen dem Plattenelement 26 und dem Formharz 42 vorgesehen. Die Beschichtungsschicht 122 ist eine Schicht, die aus einem isolierenden Beschichtungsmaterial ausgebildet ist. Mit dieser Beschichtungsschicht 122 kann ein dielektrischer Durchschlag verhindert werden, selbst wenn eine Feuchtigkeitsabsorption entlang der Grenzfläche stattfindet. Die Beschichtungsschicht 122 kann auch eine hohe Isolation im Vergleich zur Isolationsplatte 22 sicherstellen und zwangsläufig die Isolationseigenschaften erhöhen. Das Verhindern eines dielektrischen Durchschlags an den vier Ecken des Wärmeverteilers wird folglich ermöglicht.
  • <Modifizierte Beispiele der Ausführungsform 2>
  • (Modifiziertes Beispiel 1)
  • 8 ist ein Diagramm, das eines der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Beschichtungsschicht 124 ist nicht nur auf der vorderen Oberfläche des Plattenelements 26, sondern auch auf Seitenoberflächen und Endabschnitten des Plattenelements 26 vorgesehen. Das Material der Beschichtungsschicht 126 ist dasselbe wie jenes der Beschichtungsschicht 122.
  • (Modifiziertes Beispiel 2)
  • 9 ist ein Diagramm, das ein weiteres der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung gemäß dem modifizierten Beispiel, das in 9 gezeigt ist, weist ein Plattenelement 140 auf. Im Gegensatz zum Plattenelement 26 weist das Plattenelement 140 eine Metallplatte 144 auf, die geringfügig größer ist als die Isolationsplatte 142. Das heißt, eine vordere Oberfläche der Isolationsplatte 142 steht mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 120 in Kontakt. Die Metallplatte 144 steht mit einer hinteren Oberfläche der Isolationsplatte 142 in Kontakt und weist einen Umfangsabschnitt auf, der von den Kanten der Isolationsplatte 142 vorsteht und der eine obere Oberfläche aufweist, die einem Bereich auf der Wärmeverteilerseite zugewandt ist.
  • In diesem modifizierten Beispiel ist eine Beschichtungsschicht 126 auf Abschnitte von der vorderen Oberfläche der Isolationsplatte 142 bis zur oberen Oberfläche der Metallplatte 144 aufgebracht. Das Material der Beschichtungsschicht 126 ist dasselbe wie jenes der Beschichtungsschicht 122. Im modifizierten Beispiel, das in 9 gezeigt ist, kann eine hohe Haftfähigkeit zwischen dem Beschichtungsmaterial und der Kupferfolie erhalten werden und daher kann das Eindringen von Wasser wirksam verhindert werden.
  • (Modifiziertes Beispiel 3)
  • 10 ist ein Diagramm, das noch ein weiteres der modifizierten Beispiele der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 entspricht der Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100 in 6. In 10 ist eine vereinfachte Darstellung der internen Konstruktion durchgeführt. Eine Beschichtungsschicht 128 kann lokal nur an den vier Ecken des Wärmeverteilers 120 vorgesehen sein, wie in 10A gezeigt. Da die Beschichtungsschicht 128 an den vier Ecken des Wärmeverteilers 120 vorgesehen ist, wo die Häufigkeit des Auftretens eines dielektrischen Durchschlags hoch ist, kann ein bestimmter Effekt zum Verhindern eines dielektrischen Durchschlags sichergestellt werden. Eine kleine Menge des Beschichtungsmaterials genügt auch, was eine Verringerung der Kosten bedeutet. Eine Beschichtungsschicht 130 kann lokal nur an den kürzeren Seiten des Wärmeverteilers 120 vorgesehen sein, wie in 10B gezeigt. Eine Beschichtungsschicht 132 kann lokal nur an den längeren Seiten des Wärmeverteilers 120 vorgesehen sein, wie in 10C gezeigt. Das Material jeder Beschichtungsschicht wird als dasselbe wie jenes der Beschichtungsschicht 122 angenommen.
  • Ausführungsform 3
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 und der modifizierten Beispiele davon, die nachstehend beschrieben werden, haben eine Konstruktion gemeinsam, bei der ein Formharz einen Umfangsabschnitt eines Plattenelements von einer vorderen Oberfläche zu einer hinteren Oberfläche des Umfangsabschnitts des Plattenelements bedeckt.
  • <Konstruktion der Ausführungsform 3>
  • 11 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. 12 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. 11 zeigt einen Schnitt der Halbleitervorrichtung 200 entlang der Linie C-C in 12. 12 ist eine Draufsicht der in 11 gezeigten Halbleitervorrichtung 200 in einer Richtung von oben nach unten entlang der Ebene von 11 gesehen. 12 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 200 wegen der Zweckmäßigkeit durch das Formharz in einer Durchsichtweise.
  • Die Halbleitervorrichtung 200 weist abgesehen von zwei nachstehend beschriebenen Unterschiedspunkten dieselbe Konstruktion wie die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 auf. Der erste Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie ein Plattenelement 226 anstelle des Plattenelements 26 aufweist. Der zweite Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie einen Wärmeverteiler 120, der in der Ausführungsform 2 beschrieben ist, anstelle des Wärmeverteilers 20 aufweist.
  • Das Plattenelement 226 unterscheidet sich vom Plattenelement 26 darin, dass es gebogene Abschnitte 228 aufweist. Das Plattenelement 226 und das Plattenelement 26 haben in anderer Hinsicht gemeinsame Merkmale oder Komponenten, das heißt das Plattenelement 226 weist die mehrlagige Struktur, die aus der Isolationsplatte 22 und der Metallplatte 24 ausgebildet ist, und einen Umfangsabschnitt 227, der dem Umfangsabschnitt 27 entspricht, auf.
  • Der Umfangsabschnitt 227 des Plattenelements 226 umfasst einen ebenen Abschnitt 229 und die gebogenen Abschnitte 228. Der ebene Abschnitt 229 ist ein Abschnitt, der sich parallel zur unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 120 erstreckt. Die gebogenen Abschnitte 228 sind Abschnitte, die außerhalb des ebenen Abschnitts 229 entlang der kürzeren Seiten des Wärmeverteilers 120 vorgesehen sind, und sind gebogen, so dass sie auf der Seite des Wärmeverteilers 120 ansteigen. In der vorliegenden Ausführungsform werden die gebogenen Abschnitte 228 durch Biegen des Plattenelements 226 ausgebildet, wie in 11 gezeigt.
  • 13A ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des gebogenen Abschnitts 228 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die gebogenen Abschnitte 228 durch Biegen des Plattenelements 226 um einen Winkel θ1 ausgebildet.
  • Dieser Winkel θ1 ist ein spitzer Winkel. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die gebogenen Abschnitte 232 und ein ebener Abschnitt 233 können durch Festlegen eines stumpfen Winkels, z. B. eines Winkels θ2, der in 13B gezeigt ist, vorgesehen werden. Vorzugsweise wird der Winkel θ innerhalb eines Bereichs von 15 Grad bis 165 Grad von der unteren Oberfläche des Gehäuses der Halbleitervorrichtung 200 (oder einer zur unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 120 parallelen Ebene) festgelegt. In einem Fall, in dem der Winkel θ ein stumpfer Winkel ist (d. h. ein Winkel, der 90 Grad übersteigt), ist es bevorzugt, dass die Breite des ebenen Abschnitts 233 größer ist als jene der gebogenen Abschnitte 232, wie in 13B gezeigt.
  • In der Ausführungsform 3 sind die internen Komponenten der Halbleitervorrichtung im Formharz 42 eingekapselt ebenso wie jene in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 1 und 2. Das heißt, das Formharz 42 ist ein Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements 226, der Wärmeverteiler 120 und die Halbleiterelemente, einschließlich des IGBT 30, eingekapselt sind und von dem eine hintere Oberfläche des Plattenelements 226 freiliegt. In der Ausführungsform 3 ist das Formharz 42 bis zur Seite der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 (Seite der hinteren Oberfläche der Metallplatte 24) ausgebildet, wie in 13 gezeigt. Folglich bedeckt das Formharz 42 einen Teil der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 im gebogenen Abschnitt 228.
  • <Funktionen in der Ausführungsform 3>
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand entlang der Grenzfläche zwischen dem Umfangsabschnitt 227 des Plattenelements 226 und dem Formharz 42 vergrößert werden, da das Formharz 42 einen Teil der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 im gebogenen Abschnitt 228 bedeckt. Das heißt, die Kriechstrecke zwischen dem Plattenelement 226 und dem Wärmeverteiler 120 kann verlängert werden. Die Feuchtigkeitsabsorption, die einen dielektrischen Durchschlag verursachen kann, kann folglich verhindert werden, um einen dielektrischen Durchschlag am Wärmeverteiler zu verhindern.
  • Da die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie) und dem Formharz hoch ist, kann die Feuchtigkeitsabsorption durch Vergrößern der Bondfläche weiter verhindert werden.
  • In der Ausführungsform 3 kann ferner ein Vorteil hinsichtlich des Herstellungsprozesses erhalten werden, wie nachstehend beschrieben. Das heißt, in der Ausführungsform 3 umfasst der Umfangsabschnitt 227 den ebenen Abschnitt 229. Mit dem ebenen Abschnitt 229 kann ein bestimmter Abstand in der Oberfläche des Plattenelements 226 zwischen den gebogenen Abschnitten 228 und dem Wärmeverteiler 120 bereitgestellt werden. Eine Konstruktionstoleranz kann in dieser Weise sichergestellt werden, so dass die Biegungen der gebogenen Abschnitte 228 sichergestellt werden können, selbst wenn ein Fehler in der Positionierung des Wärmeverteilers 120 im Herstellungsprozess auftritt.
  • Das heißt, wenn Umfangsabschnitte des Plattenelements in Positionen nahe den Kanten des Wärmeverteilers 120 gebogen sind, wie in der Patentliteratur 1 ( Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-9410 ) gezeigt, dann besteht eine Möglichkeit, dass der Wärmeverteiler 120 auf einen gebogenen Abschnitt in den Umfangsabschnitten des Plattenelements gesetzt wird, wenn ein Fehler in der Positionierung des Wärmeverteilers 120 bei der Anordnung mit einer automatischen Steuereinheit auftritt. Wenn der Wärmeverteiler 120 auf einen gebogenen Abschnitt in den Umfangsabschnitten des Plattenelements gesetzt wird, wird eine Kraft aufgebracht, so dass die Biegung verringert wird, wenn der Wärmeverteiler 120 gepresst wird. Die Umfangsabschnitte werden dadurch gepresst, so dass das Plattenelement abgeflacht wird.
  • In der Ausführungsform 3 kann die Möglichkeit eines solchen Fehlers verringert werden, da eine Konstruktionstoleranz mit dem ebenen Abschnitt 229 sichergestellt wird.
  • <Modifiziertes Beispiel der Ausführungsform 3>
  • Modifizierte Beispiele der Ausführungsform 3 werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Figuren, auf die nachstehend Bezug genommen wird, zeigen die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 200 wegen der Zweckmäßigkeit durch das Formharz 42 in einer Durchsichtweise. In den Figuren sind vereinfachte Darstellungen von Konstruktionen durchgeführt. Insbesondere sind Darstellungen der Konstruktionen in Bezug auf andere Komponenten als das Formharz 42, den Wärmeverteiler 120 und das Plattenelement 226 weggelassen oder vereinfacht.
  • (Modifiziertes Beispiel 1)
  • 14 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. 14 entspricht der in 13A gezeigten Schnittansicht und zeigt eine Modifikation der Struktur, wie im Schnitt in 13A betrachtet. Ein ebener Abschnitt 235 und ein gebogener Abschnitt 234 können im Umfangsabschnitt 227 vorgesehen sein, wie in 14A gezeigt. Der gebogene Abschnitt 234 kann einen ersten gebogenen Abschnitt 234a und einen zweiten gebogenen Abschnitt 234b umfassen. Der erste gebogene Abschnitt 234a ist ein Abschnitt, der mit dem ebenen Abschnitt 235 verbunden ist und in Richtung des Wärmeverteilers 120 (in Richtung der oberen Oberfläche des Gehäuses der Halbleitervorrichtung 200) gebogen ist. Der zweite gebogene Abschnitt 234a ist ein Abschnitt, der mit dem ersten gebogenen Abschnitt 234b verbunden ist und in Richtung der unteren Oberfläche des Gehäuses der Halbleitervorrichtung 200 gebogen ist.
  • Ein Biegen in zwei oder mehr Falten kann durchgeführt werden. Ein omegaförmiger gebogener Abschnitt 236 kann beispielsweise zusammen mit dem ebenen Abschnitt 237 vorgesehen sein, wie in 14B gezeigt. Der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) kann durch Erhöhen der Anzahl von Biegungen im eingeschränkten Raum in dieser Weise weiter verlängert werden.
  • (Modifiziertes Beispiel 2)
  • 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. 15 entspricht der in 13A gezeigten Schnittansicht und zeigt eine Modifikation der Struktur im Schnitt in 13A betrachtet. Wie in 15 gezeigt, sind ein ebener Abschnitt 243 und ein gebogener Abschnitt 241 im Umfangsabschnitt 227 vorgesehen. Der gebogene Abschnitt 241, der in einem Endabschnitt der Metallplatte 24 (Kupferfolie) vorgesehen ist, umfasst eine hinterschnittene Fläche 241a und eine Gratfläche 241b. Das Formharz bedeckt die Oberfläche der hinterschnittenen Fläche 241a und die Gratfläche 241b steht vor, so dass der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) im Vergleich zu dem Fall, in dem der gebogene Abschnitt 241 rechtwinklig ist, ohne dass er die hinterschnittene Fläche 241a aufweist, verlängert werden kann.
  • Eine große Kupferfolienhinterschneidung kann ausgebildet werden, wenn der Zwischenraum zwischen einer oberen und einer unteren Form zum Schneiden zum Zeitpunkt des Schneides des Plattenelements vergrößert wird. Die Steuerung der Zwischenraumgröße der Formen im Herstellungsprozess genügt dafür. Daher besteht kein Bedarf an irgendeinem zusätzlichen Prozessschritt und die resultierende Erhöhung der Herstellungskosten kann begrenzt werden.
  • 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf der Basis desselben Konzepts wie das in 15 gezeigte Beispiel modifiziert ist. Obwohl ein Grat nicht so groß wie die Gratfläche 241b, die in 15 gezeigt ist, ist, kann eine hinterschnittene Fläche 254, die in 16 gezeigt ist, auch mit dem Formharz bedeckt sein. Folglich kann der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) auch vergrößert werden.
  • (Modifiziertes Beispiel 3)
  • 17 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Im modifizierten Beispiel, das in 17 gezeigt ist, sind zwei Nuten 244 in der hinteren Oberfläche des gebogenen Abschnitts 228 vorgesehen. Die Nuten 224 erstrecken sich kontinuierlich entlang einer zur Ebene von 17 senkrechten Richtung und werden in einer linearen Nutform durch Schneiden der Oberfläche des Materials (Metallplatte 24) durch Ritzen vorgesehen. Mit diesen Nuten kann der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) verlängert werden. Infolge der Bereitstellung der Vorsprung-Aussparungs-Konfiguration mit den Nuten 244 kann die Bondfläche zwischen dem Formharz 42 und der Oberfläche der Metallplatte 24 vergrößert werden, um die Haftung zu verbessern. Nur eine Nut 244 kann vorgesehen sein. Drei oder mehr Nuten 244 können alternativ vorgesehen sein. Die Nuten 244 können nicht kontinuierlich, sondern diskontinuierlich in vorbestimmten Intervallen vorgesehen sein.
  • (Modifiziertes Beispiel 4)
  • 18 ist ein schematisches Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein abgeschrägter Abschnitt 250 ist im Formharz 42 in der Nähe des Umfangsabschnitts 227 vorgesehen. Der Abschrägungswinkel kann gleich dem Winkel des gebogenen Abschnitts im Umfangsabschnitt festgelegt werden. Die Größe des Gehäuses und die Menge an verwendetem Formharz können dadurch verringert werden, um einen Kostenverringerungseffekt zu erreichen. Wie in 18 gezeigt, kann ein unterer Eckenabschnitt des Wärmeverteilers 120 in der Nähe des gebogenen Abschnitts abgeschrägt sein, so dass er die Form einer gekrümmten Oberfläche im Schnitt gesehen aufweist. Eine lineare Abschrägung (C-Abschrägung) kann anstelle der Abschrägung zum Ausbilden der gekrümmten Oberfläche durchgeführt werden.
  • (Modifiziertes Beispiel 5)
  • 19 ist ein schematisches Diagramm, das modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 200 wegen der Zweckmäßigkeit durch das Formharz 42 in einer Durchsichtweise. 19 ist ein vereinfachtes Diagramm, das nur den Wärmeverteiler 120 und das Plattenelement 226 zeigt. In den vorstehend mit Bezug auf 14 bis 16 beschriebenen modifizierten Beispielen ist im Schnitt gesehen die Struktur des Umfangsabschnitts 227 in der Halbleitervorrichtung 200 verschiedenartig geändert. Andererseits ist in den modifizierten Beispielen, die in 19 gezeigt sind, die Position, in der der Umfangsabschnitt 227 in der Halbleitervorrichtung 200 in Draufsicht gesehen vorgesehen ist, verschiedenartig geändert.
  • In dem modifizierten Beispiel, das in 19A gezeigt ist, ist eine Konstruktion übernommen, in der ein ebener Abschnitt 272 und ein gebogener Abschnitt 270 in einem Umfangsabschnitt 274 entlang aller vier Seiten des Plattenelements 226 vorgesehen sind.
  • Im modifizierten Beispiel, das in 19B gezeigt ist, ist eine Konstruktion übernommen, in der ein ebener Abschnitt 278 und gebogene Abschnitte 276 lokal an den vier Ecken des Plattenelements 226 vorgesehen sind. Die gebogenen Abschnitte können lokal nur an den vier Ecken des Wärmeverteilers vorgesehen sein, wo die Häufigkeit des Auftretens eines dielektrischen Durchschlags hoch ist.
  • Im modifizierten Beispiel, das in 19C gezeigt ist, ist eine Konstruktion übernommen, in der ein ebener Abschnitt 282 und ein gebogener Abschnitt 280 in einem Umfangsabschnitt 286 an zwei entgegengesetzten längeren Seiten des Plattenelements 226 vorgesehen sind. Diese Konstruktion ist beispielsweise insofern vorteilhaft, als die Einrichtung, mit der das Biegen durchgeführt wird, verbessert ist und die Kosten des Biegeprozessschritts im Vergleich zur Konstruktion, bei der gebogene Abschnitte entlang aller vier Seiten vorgesehen werden, niedrig sind.
  • In den modifizierten Beispielen, die in 19 gezeigt sind, können die ebenen Abschnitte und die gebogenen Abschnitte dieselben Querschnittsformen wie jene in der in 13 gezeigten Konstruktion der Ausführungsform 3 oder jene in den in 14 bis 16 gezeigten modifizierten Beispielen aufweisen.
  • Ausführungsform 4
  • Ein Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Das Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform 4 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit gebogenen Abschnitten, die in einem Umfangsabschnitt des Plattenelements 226 in derselben Weise wie in der Ausführungsform 3 vorgesehen sind. Jede der 20 bis 23, auf die nachstehend Bezug genommen wird, ist vereinfacht, um nur ihre Hälfte auf der linken Seite auf ihrer Projektionsebene zu zeigen, da sie zweiseitig symmetrisch ist.
  • Obwohl 20 bis 23 vereinfachte schematische Diagramme sind, sind der Wärmeverteiler 120, das Plattenelement 226, der IGBT 30 und die Diode 32 als Leistungshalbleiterelemente und das Formharz 42 tatsächlich wie in der Halbleitervorrichtung 200 vorgesehen. Andere Komponententeile: die Drähte 44 und 46, die Signalanschlüsse 38 und die Hauptanschlüsse 36 und 37 sind auch vorgesehen wie in der Halbleitervorrichtung 200. Die Orte, an denen diese Komponententeile angebracht sind, und die relativen Positionsbeziehungen zwischen diesen Komponententeilen sind dieselben wie die in 11 und 12 gezeigten.
  • 20 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Im Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform 4 wird ein Vorbereitungsschritt als erster Schritt durchgeführt. Im Vorbereitungsschritt werden der Wärmeverteiler 120, die Halbleiterelemente (IGBT 30 und Diode 32) und das Plattenelement 226 vorbereitet. Außerdem werden die Drähte 44 und 46, die Signalanschlüsse 38 und die Hauptanschlüsse 36 und 37 auch vorbereitet wie bei der Halbleitervorrichtung 200.
  • In der Ausführungsform 4 ist ein Vorsprung 290 als ”Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts” für den Umfangsabschnitt 227 des Plattenelements 226 vorgesehen. Das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts ist ein Mittel zum Biegen des Umfangsabschnitts des Plattenelements 226. Vorzugsweise wird der Vorsprung 290 aus einem Harzmaterial ausgebildet, um Bearbeitbarkeit und Isolation mit dem Harzmaterial sicherzustellen. Insbesondere wird die hintere Oberfläche eines Endabschnitts des Plattenelements 226 kontinuierlich (oder diskontinuierlich) mit dem Isolationsmaterial entlang jeder Seite von einem Ende zum anderen der Seite beschichtet. Das Beschichtungsmaterial wird gehärtet, um den Vorsprung 290 auszubilden.
  • Eine obere Form 291a und eine untere Form 291b sind Formen zum Formen des Formharzes. Die Darstellung eines Harzeinspritzweges ist weggelassen. Die einzukapselnden Komponententeile, einschließlich des Wärmeverteilers 120 und des Plattenelements 226, werden im Hohlraum, der durch die obere Form 291a und die untere Form 291b gebildet ist, zum Formen des Formharzes angeordnet. Der Wärmeverteiler 120 wird an der vorderen Oberfläche des Plattenelements 226 angeordnet, um den Umfangsabschnitt 227 auszubilden, der von den Kanten der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 120 vorsteht.
  • Zu diesem Zeitpunkt fungiert der Vorsprung 290 als Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts und der Umfangsabschnitt 227 des Plattenelements 226 wird durch den Wärmeverteiler 120 und den Vorsprung 290 gebogen, wie in 20B gezeigt. Das in 20 gezeigte Herstellungsverfahren ermöglicht das Biegen des Endabschnittes des Plattenelements 226 mit existierenden Formen (obere Form 291a und untere Form 291b) durch Bearbeiten des Plattenelements 226 (durch Aufbringen des Beschichtungsmaterials).
  • In einem Zustand, in dem das Biegen am Umfangsabschnitt vollendet ist, wird ein Harzeinkapselungsschritt ausgeführt, wie in 20B gezeigt. Die vordere Oberfläche des Plattenelements 226, die hintere Oberfläche des Umfangsabschnitts 227, der Wärmeverteiler 120, die Halbleiterelemente, einschließlich des IGBT 30, und die Komponententeile mit den Hauptanschlüssen und Drähten, die nicht dargestellt sind, können dadurch im Formharz 42 eingekapselt werden. Das Formharz 42 dringt nicht bis zur hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 in Kontakt mit der unteren Oberfläche der unteren Form 290 (d. h. der hinteren Oberfläche des Teils der Metallplatte 24) durch, so dass zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 vom Formharz 42 freiliegt.
  • (Modifiziertes Beispiel 1)
  • Das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts kann alternativ Stifte sein, die in der Hohlraumbodenoberfläche in der Form vorgesehen sind und in den Hohlraum vorstehen können. 21 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 21 sind ein Durchgangsloch und ein beweglicher Stift 292, der in den Durchgangslöchern axial vorgeschoben und zurückgezogen werden kann, in einer unteren Form 291c vorgesehen. Der Endabschnitt des Plattenelements 226 wird in einer Position angeordnet, in der die Spitze des beweglichen Stifts 292 mit dem Plattenelement 226 in Kontakt steht. Der bewegliche Stift 292 wird dann vorgeschoben. Der Endabschnitt des Plattenelements 226 kann folglich gebogen werden, wie in 21 gezeigt.
  • Im Formschritt kann das Biegen beispielsweise zuerst durch Pressen des beweglichen Stifts 292 durchgeführt werden und nach der Vollendung der Ausbildung des gebogenen Abschnitts durch Biegen kann Einspritzen des Formharzes durchgeführt werden, während sich der bewegliche Stift 292 im zurückgezogenen Zustand befindet. Der Prozess kann alternativ derart sein, dass das Formharz eingespritzt wird, während sich der bewegliche Stift 292 im vorstehenden Zustand befindet und ein durch den beweglichen Stift 292 gebildetes Loch mit dem Harz gefüllt wird. Mehrere bewegliche Stifte 292 können entlang Kanten des vorbestimmten Bereichs vorgesehen sein, wo das Plattenelement 226 angeordnet ist.
  • (Modifiziertes Beispiel 2)
  • Das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts kann alternativ ein vorstehender Abschnitt sein, der an der Hohlraumbodenoberfläche in der Form vorgesehen ist. 22 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. In dem in 22 gezeigten Herstellungsverfahren wird ein Formharzeinkapselungsschritt unter Verwendung einer unteren Form 291d mit einem vorstehenden Abschnitt 294 an der Bodenoberfläche ausgeführt. Der vorstehende Abschnitt 294 weist eine abfallende Oberfläche 294a mit einer Neigung in einem Winkel θ3 auf.
  • Das Plattenelement 226 wird so angeordnet, dass die hintere Oberfläche seines Endabschnitts an der abfallenden Oberfläche 294a anliegt, und der Wärmeverteiler 120 wird auf der rechten Seite in der Ebene von 22 des vorstehenden Abschnitts 294 angeordnet, wie in 22 betrachtet. Der Endabschnitt des Plattenelements 226 kann dadurch mit Genauigkeit um den vorgesehenen Winkel gebogen werden, wie in 22 gezeigt.
  • (Modifiziertes Beispiel 3)
  • Das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts kann alternativ eine Kombination eines ersten Stifts, der in der Hohlraumbodenoberfläche in der Form vorgesehen ist und in den Hohlraum vorstehen kann, und eines zweiten Stifts, der in der oberen Oberfläche des Hohlraums der Form vorgesehen ist, so dass er dem ersten Stift gegenüberliegt und in den Hohlraum vorstehen kann, sein. Der Abstand zwischen dem ersten Stift und dem zweiten Stift wird nahe oder gleich der Größe des Umfangsabschnitts 227 festgelegt.
  • 23 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Im Herstellungsverfahren, das in 23 gezeigt ist, werden die untere Form 291c mit dem vorstehend beschriebenen beweglichen Stift 292 und die obere Form 291e mit einem beweglichen Stift 298 verwendet. Der Endabschnitt des Plattenelements 226 wird in einer Position angeordnet, in der die Spitze des beweglichen Stifts 292 mit dem Plattenelement 226 in Kontakt steht. Der bewegliche Stift 292 wird dann vorgeschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird der bewegliche Stift 298 auch gepresst, so dass die Spitze des beweglichen Stifts 298 die vordere Oberfläche des Plattenelements 226 in der Nähe des Umfangs des Wärmeverteilers 120 presst, wie in 23 gezeigt. Der Endabschnitt des Plattenelements 226 kann dadurch gebogen werden, wie in 23 gezeigt. Ferner wird die Biegestabilität durch Pressen mit dem beweglichen Stift 298 verbessert.
  • Im Formschritt kann das Biegen beispielsweise zuerst durch Pressen der beweglichen Stifte 292 und 928 durchgeführt werden, und nach der Vollendung der Ausbildung des gebogenen Abschnitts durch Biegen kann das Einspritzen des Formharzes durchgeführt werden, während sich die beweglichen Stifte 292 und 298 im zurückgezogenen Zustand befinden. Der Prozess kann alternativ derart sein, dass das Formharz eingespritzt wird, während sich die beweglichen Stifte 292 und 298 im vorstehenden Zustand befinden, und Löcher, die durch die beweglichen Stifte 292 und 298 gebildet werden, werden mit dem Harz gefüllt.
  • Mehrere bewegliche Stifte 292 können entlang der Kanten des vorbestimmten Bereichs vorgesehen sein, wo das Plattenelement 226 angeordnet ist. Mehrere bewegliche Stifte 298 können auch entlang des äußeren Umfangs des vorbestimmten Bereichs vorgesehen sein, wo der Wärmeverteiler 120 angeordnet ist.
  • Ausführungsform 5
  • 24 umfasst schematische Schnittansichten, die teilweise die Umgebung eines Umfangsabschnitts einer Halbleitervorrichtung 202 gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Halbleitervorrichtung 202, die in 24 gezeigt ist, und die Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 weisen ein gemeinsames Merkmal in einem Abdeckungsteil der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 mit dem Formharz 42 auf. Die in 24 gezeigte Halbleitervorrichtung 202 weist jedoch auch nachstehend beschriebene andere technische Merkmale auf.
  • Die Konstruktion der Halbleitervorrichtung 202 gemäß der Ausführungsform 5, die in 24 gezeigt ist, wird zuerst beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 202 weist den Wärmeverteiler 120, das Plattenelement 226, den IGBT 30 und die Diode 32 als Leistungshalbleiterelemente und das Formharz 42 wie die Halbleitervorrichtung 200 auf. Die Halbleitervorrichtung 202 weist auch die Drähte, die Signalanschlüsse und die Hauptanschlüsse wie die Halbleitervorrichtung 200 auf.
  • 24 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts, die einen Zustand vor dem Montieren des Wärmeverteilers 120 im Verlauf der Herstellung der Halbleitervorrichtung 202 zeigt. 24B ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts der Halbleitervorrichtung 202 nach der Formharzeinkapselung. Die Konstruktion ist dieselbe wie jene der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3 hinsichtlich anderer Komponenten als des Formharzes 42, des Wärmeverteilers 120 und des Plattenelements 226. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 202 weist auch die Drähte 44 und 46, die Signalanschlüsse 38 und die Hauptanschlüsse 36 und 37 wie die Halbleitervorrichtung 200 auf. Die Orte, an denen diese Komponententeile angebracht sind, und die relativen Positionsbeziehungen zwischen diesen Komponententeilen sind dieselben wie die in 11 und 12 gezeigten. Daher wird auf eine Darstellung von diesen für eine leichte Beschreibung verzichtet.
  • Wie in 24A gezeigt, weist das Plattenelement 226 einen Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke im Umfangsabschnitt 227 auf. Der Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke ist ein Abschnitt, dessen Dicke verringert ist, so dass eine Stufe 297 in der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 (d. h. der Oberfläche der Metallplatte 24) hergestellt ist. Die Dicke des Abschnitts 296 mit kleinerer Dicke ist auf 1/2 der Dicke in der Mittelseite (Abschnitt mit größerer Dicke) des Plattenelements 226 festgelegt. Die Stufe 297 ist kontinuierlich von einer Position in der hinteren Oberfläche in der Nähe des Endabschnitts des Plattenelements 226 zur Spitze des Umfangsabschnitts 227 vorgesehen. Wie in 24B gezeigt, weist in der Halbleitervorrichtung 202, in der die Formharzeinkapselung durchgeführt wird, das Formharz 42 einen Stufenharzeinkapselungsabschnitt 299 auf, der die Stufe 297 bedeckt.
  • In der Ausführungsform 5 ist andererseits der ganze Umfangsabschnitt 227 als ebener Abschnitt im Gegensatz zum Umfangsabschnitt 227 in der Halbleitervorrichtung 200 mit dem gebogenen Abschnitt 228 ausgebildet. Das heißt, Biegen oder dergleichen wird am Endabschnitt des Plattenelements 226 nicht durchgeführt.
  • In der Ausführungsform 5 werden die nachstehend beschriebenen Funktionen und Effekte erhalten.
  • Zuerst kann ein Teil der hinteren Oberfläche des Plattenelements 226 mit dem Formharz 42 bedeckt werden. Der Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke existiert von einer Position in der hinteren Oberfläche in der Nähe des Endabschnitts des Plattenelements 226 bis zur Spitze des Umfangsabschnitts 227 und ist im Formharz 42 eingekapselt. Folglich wird die Länge des Wassereindringpfades zuverlässig um einen Wert vergrößert, der der Grenzfläche zwischen dem Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke und dem Formharz 42 entspricht. Ein Feuchtigkeitsabsorptionsabstand-Verlängerungseffekt (Kriechstrecken-Verlängerungseffekt) und ein Formharz-Haftungsverbesserungseffekt werden erhalten.
  • Die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und dem Formharz ist auch höher als die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und der Isolationsschicht (Isolationsplatte). Ein Verankerungseffekt kann durch Vergrößern der Oberfläche der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform), die mit dem Formharz in Kontakt gebracht werden soll, auch erzeugt werden. Das Verhindern der Eindringung von anhaftender Feuchtigkeit und Wasser kann folglich mittels einer hohen Haftung ermöglicht werden.
  • In der Ausführungsform 5 ist ferner der ganze Umfangsabschnitt 227 als ebener Abschnitt ausgebildet. Daher kann das Problem einer Konstruktionstoleranz zwischen dem gebogenen Abschnitt 228 und dem Wärmeverteiler 120, wie z. B. vorstehend beschrieben, vermieden werden, selbst wenn ein Fehler in der Positionierung des Wärmeverteilers 120 auftritt. Ein Vorteil hinsichtlich des Herstellungsprozesses kann somit erhalten werden.
  • Der Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke kann durch Durchführen einer chemischen Bearbeitung (halbes Ätzen) am Endabschnitt der Metallplatte 24 (Kupferfolie) ausgebildet werden. Der Abschnitt 296 mit kleinerer Dicke kann durch Durchführen einer mechanischen Bearbeitung (Schaben) am Endabschnitt der Metallplatte 24 (Kupferfolie) ausgebildet werden.
  • Ausführungsform 6
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Eine Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 und modifizierte Beispiele davon, die nachstehend beschrieben werden, weisen ein gemeinsames Merkmal auf, indem sie einen vorstehenden Abschnitt und/oder eine Aussparung aufweisen, die in der vorderen Oberfläche des Umfangsabschnitts des Plattenelements vorgesehen sind.
  • <Konstruktion der Ausführungsform 6>
  • 25 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. 26 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. 25 zeigt einen Schnitt der Halbleitervorrichtung 300 entlang der Linie D-D in 26. 26 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 300, die in 25 gezeigt ist, in einer Richtung von oben nach unten entlang der Ebene von 25 gesehen. 26 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 300 wegen der Zweckmäßigkeit durch ein Formharz in einer Durchsichtweise.
  • Die Halbleitervorrichtung 300 weist abgesehen von zwei nachstehend beschriebenen Unterschiedspunkten dieselbe Konstruktion wie die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 auf. Der erste Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie ein Plattenelement 236 anstelle des Plattenelements 26 aufweist. Der zweite Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie einen Wärmeverteiler 120, der in der Ausführungsform 2 beschrieben ist, anstelle des Wärmeverteilers 20 aufweist.
  • Das Plattenelement 326 unterscheidet sich vom Plattenelement 26 darin, dass es Aussparungen 328 aufweist. Das Plattenelement 326 und das Plattenelement 26 weisen in anderer Hinsicht gemeinsame Merkmale auf. Das heißt, das Plattenelement 326 weist die mehrlagige Struktur, die aus der Isolationsplatte 22 und der Metallplatte 24 ausgebildet ist, und einen Umfangsabschnitt 327, der dem Umfangsabschnitt 27 entspricht, auf.
  • In der Ausführungsform 6, wie in 26 gezeigt, sind mehrere Aussparungen 328 entlang der zwei kürzeren Seiten des Plattenelements 326 so vorgesehen, dass sie den Wärmeverteiler 120 umgeben.
  • 27A ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des Umfangsabschnitts gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. 27B ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 27A. Wie dargestellt, ist jede Aussparung 328 kreisförmig und die Tiefe jeder Aussparung 328 erreicht eine Zwischenposition in der Isolationsplatte 22. Die Aussparungen 328 sind vom Ende des Plattenelements 326 bis zu einer Position im Umfangsabschnitt 327 nahe dem Wärmeverteiler 120 vorgesehen.
  • Die Aussparungen 328 können durch Stecken von beweglichen Stiften in die Isolationsplatte 22 ausgebildet werden. Diese Bearbeitung an der Platte ist leicht durchzuführen und stellt einen Kostenverringerungseffekt sicher.
  • <Funktionen in der Ausführungsform 6>
  • In der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Aussparungen 328 in der Oberfläche des Umfangsabschnitts 327 des Plattenelements 326 vorgesehen. Die Aussparungen 328 bilden mehrere vertiefte Abschnitte. Der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) wird durch die mehreren vertieften Abschnitte relativ zu jenem in einem Fall, in dem das Plattenelement 326 nur eine flache Oberfläche aufweist, verlängert.
  • Ferner tritt in der vorliegenden Ausführungsform das Formharz in die mehreren Aussparungen 328 ein, um die Bondfläche zu vergrößern, was folglich das Verbessern der Haftung in der Grenzfläche zwischen dem Umfangsabschnitt 327 des Plattenelements 326 und dem Formharz 42 ermöglicht und die Feuchtigkeitsabsorption begrenzt, die einen dielektrischen Durchschlag verursachen kann. Das Verhindern des dielektrischen Durchschlags am Wärmeverteiler 120 wird folglich ermöglicht.
  • <Modifizierte Beispiele der Ausführungsform 6>
  • Modifizierte Beispiele der Ausführungsform 6 werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Figuren, auf die nachstehend Bezug genommen wird, zeigen die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 300 wegen der Zweckmäßigkeit durch das Formharz 42 in einer Durchsichtweise. In den Figuren sind vereinfachte Darstellungen von Konstruktionen durchgeführt. Insbesondere sind Darstellungen der Konstruktionen in Bezug auf andere Komponenten als das Formharz 42, den Wärmeverteiler 120 und das Plattenelement 326 vereinfacht.
  • (Modifiziertes Beispiel 1)
  • 28 umfasst schematische Schnittansichten, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigen. 28A ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des Umfangsabschnitts gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. 28B ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in 27A. Im modifizierten Beispiel 1 ist dieselbe Anzahl von Löchern 332 in denselben Positionen wie die Aussparungen 328 gemäß der Ausführungsform 6 vorgesehen. Die Löcher 332 unterscheiden sich von den Aussparungen 328 darin, dass sie durch die Isolationsplatte 22 hindurch ausgebildet sind, um die Oberfläche der Metallplatte 24 freizulegen. Das Bonden zwischen der Oberfläche der Metallplatte 24, die aus Kupferfolie ausgebildet ist, und dem Formharz 42 kann dadurch ebenso wie dieselben Effekte wie jene der Aussparungen 328 erreicht werden.
  • Die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und dem Formharz ist auch höher als die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und der Isolationsschicht (Isolationsplatte). Ein Verankerungseffekt kann durch Vergrößern der Oberfläche der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform), die mit dem Formharz in Kontakt gebracht werden soll, auch erzeugt werden. Das Verhindern der Eindringung von absorbierter Feuchtigkeit und Wasser kann folglich mittels der hohen Haftung ermöglicht werden.
  • Die Löcher 332 können durch Stecken von beweglichen Stiften in die Isolationsplatte 22 ausgebildet werden. Diese Bearbeitung an der Platte ist leicht durchzuführen und stellt einen Kostenverringerungseffekt sicher.
  • (Modifiziertes Beispiel 2)
  • 29 ist eine schematische Schnittansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 29 ist ein Vorsprung-Aussparungs-Abschnitt 334 mit dreieckigen Vorsprüngen/Aussparungen anstelle der Aussparungen 328 vorgesehen. Der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) wird dadurch relativ zu jenem in einem Fall, in dem das Plattenelement 326 nur eine flache Oberfläche aufweist, verlängert. Die Haftung ist durch eine Vergrößerung der Kontaktoberfläche an der Grenzfläche mit dem Formharz 42 auch verbessert wie im Fall der Aussparungen 328.
  • (Modifiziertes Beispiel 3)
  • 30 umfasst schematische Schnittansichten, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigen. 30A ist eine teilweise Schnittansicht, die schematisch die Umgebung des Umfangsabschnitts gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt. 30B ist eine Schnittansicht entlang der Linie G-G in 30A. Mit Bezug auf 30 sind Aussparungen 336 mit rechteckigen vertieften Abschnitten anstelle der Aussparungen 328 vorgesehen. Der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) ist dadurch relativ zu jenem in einem Fall, in dem das Plattenelement 326 nur eine flache Oberfläche aufweist, verlängert. Die Haftung ist durch eine Vergrößerung der Kontaktoberfläche an der Grenzfläche mit dem Formharz 42 auch verbessert wie im Fall der Aussparungen 328.
  • Die in Draufsicht gesehenen rechteckigen (linearen) Aussparungen, wie in 30B gezeigt, werden nicht ausschließlich verwendet. Mehrere (oder eine Vielzahl von) Aussparungen, von denen jede in der Draufsicht quadratisch ist, können angeordnet sein. Die Form der Aussparungen in Draufsicht gesehen ist nicht notwendigerweise eine einfache rechteckige Form. Die Form der Aussparungen kann verschiedene Formen umfassen, einschließlich einer L-Form, einer U-Form und einer Ringform in Draufsicht gesehen.
  • (Modifiziertes Beispiel 4)
  • 31A und 31B sind schematische Schnittansichten, die ein modifiziertes Beispiel der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigen. Im modifizierten Beispiel, das in 31 gezeigt ist, ist ein Abschnitt 338 mit größerer Dicke am Plattenelement 326 vorgesehen. Wenn der Abschnitt 338 mit größerer Dicke existiert, wird der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) um einen Wert, der der hinzugefügten Dicke entspricht, relativ zu jenem in dem Fall, in dem die Dicke gleichmäßig ist, verlängert. Eine Konzentration des elektrischen Feldes an den Endabschnitten des Wärmeverteilers 120 (insbesondere an den vier Ecken) kann durch Erhöhen der Dicke der Isolationsschicht auch gemäßigt werden.
  • In der in 31 gezeigten Konstruktion ist der Wärmeverteiler 120 so angeordnet, dass seine Seitenoberfläche mit einer Seitenoberfläche 338a des Abschnitts 338 mit größerer Dicke in Kontakt steht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die Seitenoberfläche 338a und die Seitenoberfläche des Wärmeverteilers 120 können voneinander beabstandet sein. Ein Raum, der durch diesen Abstand erzeugt ist, wird mit dem Formharz 42 gefüllt. Eine weitere Verlängerung des Feuchtigkeitsabsorptionsabstandes (der Kriechstrecke) kann dadurch erreicht werden.
  • (Modifiziertes Beispiel 5)
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Aussparungen 328 entlang jeder der zwei kürzeren Seiten des Plattenelements 326 vorgesehen. Verschiedene Modifikationen können jedoch hinsichtlich dessen durchgeführt werden, in welchen Positionen im Plattenelement 326 in der Halbleitervorrichtung 300, wie in Draufsicht gesehen, die Aussparungen 328 gemäß der Ausführungsform 6 und die Anordnungen in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 vorgesehen sind.
  • Dieselben Modifikationen wie jene in der Ausführungsform 3, die in 19 gezeigt ist, können beispielsweise auch in der Ausführungsform 6 durchgeführt werden. Die Aussparungen 328 oder beliebige der Anordnungen in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 können beispielsweise am Umfangsabschnitt 327 entlang aller vier Seiten des Plattenelements 326 in derselben Weise wie im modifizierten Beispiel, das in 19A gezeigt ist, vorgesehen sein. Die Aussparungen 328 oder beliebige der Anordnungen in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 können lokal an den vier Ecken des Plattenelements 326 in derselben Weise wie in dem in 19B gezeigten modifizierten Beispiel vorgesehen sein. Alternativ können die Aussparungen 328 oder beliebige der Anordnungen in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 am Umfangsabschnitt 327 entlang der entgegengesetzten zwei längeren Seiten des Plattenelements 326 in derselben Weise wie im modifizierten Beispiel, das in 19C gezeigt ist, vorgesehen sein.
  • Ausführungsform 7
  • 32 umfasst schematische Schnittansichten, die die Konstruktion einer Halbleitervorrichtung 302 gemäß der Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigen. 32A ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines Umfangsabschnitts, die einen Zustand vor dem Montieren des Wärmeverteilers 120 im Verlauf der Herstellung der Halbleitervorrichtung 302 zeigt. 32B ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Umfangsabschnitts der Halbleitervorrichtung 302 nach der Formharzeinkapselung.
  • Die Halbleitervorrichtung 302 weist den Wärmeverteiler 120, das Plattenelement 326, den IGBT 30 und die Diode 32 als Leistungshalbleiterelemente und das Formharz 42 wie die Halbleitervorrichtung 200 auf. Die Halbleitervorrichtung 302 weist auch die Drähte, die Signalanschlüsse und die Hauptanschlüsse wie die Halbleitervorrichtung 200 auf. Die Konstruktion ist hinsichtlich anderer Komponenten als des Formharzes 42, des Wärmeverteilers 120 und des Plattenelements 326 dieselbe wie jene der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform 3. Daher wird auf eine Darstellung von ihnen für eine leichte Beschreibung verzichtet.
  • In der Ausführungsform 7, wie in 32A gezeigt, sind mehrere Durchgangslöcher 342 im Umfangsabschnitt des Plattenelements 326 vorgesehen. Grate 344, die auf der Seite der hinteren Oberfläche vorstehen, sind jeweils an Kantenabschnitten der Durchgangslöcher 342 vorgesehen. Wie in 32B gezeigt, weist in der Halbleitervorrichtung 302, in der die Formharzeinkapselung durchgeführt wird, das Formharz 42 Gratabdeckungsabschnitte 345 auf, die die Abschnitte in der hinteren Oberfläche des Umfangsabschnitts bedecken, wo die Grate 344 vorgesehen sind.
  • Der Feuchtigkeitsabsorptionsabstand (die Kriechstrecke) kann durch Bedecken der hinteren Oberfläche des Plattenelements 326 in dieser Weise verlängert werden. Die Bondfläche zwischen der Metallplatte 24, die aus Kupferfolie ausgebildet ist, und dem Formharz 42 kann auch durch Bedecken der Grate 344 mit den Gratabdeckungsabschnitten 345 relativ zu jener in dem Fall, in dem keine Grate 344 vorgesehen sind, vergrößert werden.
  • Ausführungsform 8
  • <Konstruktion der Ausführungsform 8>
  • 33 ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 400 gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. 34 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 400 gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. 33 zeigt einen Schnitt der Halbleitervorrichtung 400 entlang der Linie H-H in 34. 34 ist eine Draufsicht der in 33 gezeigten Halbleitervorrichtung 400 in einer Richtung von oben nach unten entlang der Ebene von 33 gesehen. 34 zeigt die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 400 wegen der Zweckmäßigkeit durch ein Formharz in einer Durchsichtweise.
  • Die Halbleitervorrichtung 400 weist abgesehen von zwei nachstehend beschriebenen Unterschiedspunkten dieselbe Konstruktion wie die Halbleitervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 1 auf. Der erste Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie ein Plattenelement 426 anstelle des Plattenelements 26 aufweist. Der zweite Unterschiedspunkt liegt darin, dass sie den in der Ausführungsform 2 beschriebenen Wärmeverteiler 120 anstelle des Wärmeverteilers 20 aufweist.
  • 35 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines Umfangsabschnitts der Halbleitervorrichtung 400 gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. Das Plattenelement 426 weist eine mehrlagige Struktur auf, die aus einer Isolationsplatte und einer Metallplatte ausgebildet ist, und weist auch einen Umfangsabschnitt 427 wie jedes der Plattenelemente 26, 226 und 326 auf. Im Plattenelement 426 weist jedoch die Metallplatte 24 eine Größe auf, die in Draufsicht gesehen geringfügig größer ist als jene einer Isolationsplatte 422. Das heißt, die äußere Form der Isolationsplatte 422 ist geringfügig kleiner als jene der Metallplatte 24 und die Metallplatte 24 weist ferner einen Umfangsabschnitt 428 auf, der von den Kanten der Isolationsplatte vorsteht. Das Formharz 42 bedeckt eine vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts 428.
  • <Funktionen in der Ausführungsform 8>
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die Haftung in der Grenzfläche zwischen dem Umfangsabschnitt 427 des Plattenelements 426 und dem Formharz 42 verbessert werden. Das heißt, die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und dem Formharz ist höher als die Haftkraft zwischen der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform) und der Isolationsschicht (Isolationsplatte). Ein Verankerungseffekt kann durch Vergrößern der Oberfläche der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform), die mit dem Formharz in Kontakt gebracht werden soll, auch erzeugt werden. Das Verhindern der Eindringung von absorbierter Feuchtigkeit und Wasser kann folglich mittels einer hohen Haftung ermöglicht werden. Die Feuchtigkeitsabsorption, die einen dielektrischen Durchschlag verursachen kann, kann dadurch begrenzt werden. Der dielektrische Durchschlag am Wärmeverteiler 120 kann dadurch verhindert werden.
  • <Modifizierte Beispiele der Ausführungsform 8>
  • 36 bis 43 sind schematische vergrößerte Schnittansichten der Umgebung des Umfangsabschnitts, die modifizierte Beispiele der Halbleitervorrichtung 400 gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Wie in 36 gezeigt, kann ein dreieckiger Vorsprung-Aussparungs-Abschnitt 430 im Umfangsabschnitt 428 vorgesehen sein.
  • Wie in 37 gezeigt, kann ein gebogener Abschnitt 435 durch Biegen des Umfangsabschnitts 428 bereitgestellt werden. Der ganze Umfangsabschnitt 428 kann gebogen sein, wie in 37A gezeigt. Wie in 37B gezeigt, können ein gebogener Abschnitt 441 und ein ebener Abschnitt 442 durch Biegen des Umfangsabschnitts 428 in einer Zwischenposition mit einer Größe L vom Endabschnitt der Isolationsplatte 422 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die dielektrische Stehspannung auch erhöht werden. Wie in 38 gezeigt, kann ein gebogener Abschnitt 444 durch Biegen um einen vorbestimmten stumpfen Winkel θ4 bereitgestellt werden und ein gebogener Abschnitt 446 kann durch Biegen um einen vorbestimmten spitzen Winkel θ5 bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird dieser Biegewinkel innerhalb eines Bereichs von 15 bis 165 Grad festgelegt. Das Formharz 42 bedeckt die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche der Metallplatte 24 in dem Fall, in dem das Biegen durchgeführt wird, wie in 37 oder 38 gezeigt. Das Formharz bondet dann an sowohl die vordere als auch die hintere Oberfläche der Metallplatte (Kupferfolie in der vorliegenden Ausführungsform), so dass eine hohe Haftung erreicht werden kann.
  • Wie in 39 gezeigt, können mehrere Aussparungen 458 im Umfangsabschnitt 428 vorgesehen sein. 39B ist eine Draufsicht entlang des Pfeils J in 39A gesehen, die die internen Abschnitte wegen der Zweckmäßigkeit durch das Formharz 42 in einer Durchsichtweise zeigt.
  • Wie in 40 gezeigt, können mehrere Durchgangslöcher 460 im Umfangsabschnitt 428 vorgesehen sein.
  • Wie in 41 gezeigt, können trapezförmige Aussparungen 468 im Umfangsabschnitt 428 vorgesehen sein. 41B ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung der Aussparungen 468, die in 41A gezeigt sind. Mit den trapezförmigen Aussparungen/Vorsprüngen 468 können ein Effekt der weiteren Verlängerung des Feuchtigkeitsabsorptionsabstandes und ein Effekt der Verbesserung der Bondfläche zwischen der Metallplatte und dem Formharz erhalten werden. Überdies kann das Formharz 42 in die Aussparungen 468 eindringen, wodurch das Formharz 42 und die Metallplatte 24 mechanisch verbunden werden.
  • 42 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der in 41 gezeigten Aussparung 468 zeigt. Eine Presswerkzeugspitze 469 mit einer in einer Schnittansicht von 42A und einer Draufsicht von 42B gezeigten Form wird in die Metallplatte 24 gedrängt. Als nächstes wird die Presswerkzeugspitze 469 um 180 Grad oder 360 Grad gedreht, wie durch Pfeile in 42B angegeben. Die Metallplatte 24 wird durch das Drehen ausgehöhlt. Ein unterer Umfang 468a der Aussparung 468, der durch einen Strichlinienkreis in einer Draufsicht von 42C angegeben ist, und ein Einlassabschnitt 468b werden dadurch ausgebildet. Nach aufeinander folgendem Drehen um 180 Grad oder 360 Grad wird die Presswerkzeugspitze 469 durch den Einlassabschnitt 468b herausgezogen. Folglich wird die Aussparung 468 ausgebildet, wie in einer Draufsicht von 42D und einer Schnittansicht von 42E (Schnitt entlang der Linie K-K in 42D) gezeigt.
  • Wie in 43A und 43B gezeigt, können mehrere Durchgangslöcher 478 in der Metallplatte 24 ausgebildet sein und Grate 479 sind an den Kanten der Durchgangslöcher 478 belassen. Dies basiert auf demselben technischen Konzept wie jenem in der Ausführungsform 7. Danach, wie in 43C gezeigt, wird ein Gratabdeckungsabschnitt, der die Abschnitte in der hinteren Oberfläche des Umfangsabschnitts bedeckt, an dem die Grate 479 vorgesehen sind, im Formharz 42 durch Harzeinkapselung mit dem Formharz 42 bereitgestellt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Umfangsabschnitt 428 an den vier Seiten des Plattenelements 426 vorgesehen. Verschiedene Modifikationen können jedoch hinsichtlich dessen durchgeführt werden, in welchen Positionen im Plattenelement 426 in der Halbleitervorrichtung 400 in Draufsicht gesehen der Umfangsabschnitt 428 vorgesehen ist. In der Ausführungsform 8 kann beispielsweise auch der Umfangsabschnitt 428 entlang der entgegengesetzten längeren Seiten oder kürzeren Seiten des Plattenelements 426 oder nur an den vier Ecken vorgesehen sein.
  • Eine geeignete Kombination von beliebigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann verwendet werden. Irgendeine der Beschichtungsschichten, der gebogenen Abschnitte, der Löcher und so weiter in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 2 bis 7 kann auch, wie gewünscht, an Stellen vorgesehen sein, die den zwei kürzeren Seiten, den zwei längeren Seiten oder den vier Ecken des Plattenelements in Draufsicht gesehen entsprechen.
  • In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird ein IGBT als Leistungshalbleiterelement verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Ein MOSFET kann als Leistungshalbleiterelement in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Der Wärmeverteiler 20 gemäß der Ausführungsform 1 kann als irgendeiner der Wärmeverteiler der Halbleitervorrichtungen in den Ausführungsformen 2 bis 5 verwendet werden. In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist eine Halbleitervorrichtung, in der nur ein Satz eines IGBT und einer Freilaufdiode, die als Leistungshalbleiterelemente vorgesehen sind, mit Harz eingekapselt ist, offenbart. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann selbst auf eine Halbleitervorrichtung angewendet werden, die mehrere Sätze von Leistungshalbleiterelementen beinhaltet, wie beispielsweise eine Inverterschaltung. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung beispielsweise auf eine Halbleitervorrichtung mit sechs Sätzen von IGBTs und Freilaufdioden wie ein Dreiphasen-Inverter angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10, 100, 200, 202, 300, 302, 400
    Halbleitervorrichtung
    20, 120
    Wärmeverteiler
    21, 51
    Eckenabschnitt
    22
    Isolationsplatte
    24
    Metallplatte
    26, 140, 226, 326, 426
    Plattenelement
    27
    Umfangsabschnitt
    30
    IGBT
    32
    Diode
    36, 37
    Hauptanschluss
    38
    Signalanschluss
    42
    Formharz
    44, 46
    Draht
    122, 124, 126, 128, 130, 132
    Beschichtungsschicht

Claims (19)

  1. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei der Wärmeverteiler einen Eckenabschnitt an einer Ecke der unteren Oberfläche umfasst, der Eckenabschnitt eine Form einer gekrümmten Oberfläche oder eine abgeschrägte Form in Draufsicht gesehen umfasst, der Eckenabschnitt im Schnitt des Wärmeverteilers gesehen rechteckig ist.
  2. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei die vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts eine Schicht umfasst, die aus einem elektrisch isolierenden Beschichtungsmaterial ausgebildet ist, die Schicht eine höhere Isolationsqualität und/oder eine höhere Haftung an der vorderen Oberfläche des Plattenelements im Vergleich zu einem Material des Einkapselungsharzkörpers umfasst.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das elektrisch isolierende Beschichtungsmaterial ein Material ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyimid, Polyamid und einem polyfunktionalen Epoxidpolymer besteht.
  4. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei der Umfangsabschnitt des Plattenelements umfasst: einen ebenen Abschnitt, der sich parallel zur unteren Oberfläche erstreckt; und einen gebogenen Abschnitt, der außerhalb des ebenen Abschnitts in einer Umgebung einer Ecke des Wärmeverteilers oder entlang einer Seite des Wärmeverteilers vorgesehen ist, wobei sich der gebogene Abschnitt so biegt, dass er auf der Seite der vorderen Oberfläche ansteigt; der Einkapselungsharzkörper die hintere Oberfläche des Plattenelements im gebogenen Abschnitt bedeckt.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der gebogene Abschnitt umfasst: einen ersten gebogenen Abschnitt, der ein Abschnitt des Umfangsabschnitts des Plattenelements ist, der sich vom ebenen Abschnitt erstreckt und sich zur Seite der vorderen Oberfläche biegt; und einen zweiten gebogenen Abschnitt, der außerhalb des ersten gebogenen Abschnitts vorgesehen ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorbereiten eines Wärmeverteilers mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit, eines Halbleiterelements, das am Wärmeverteiler befestigt werden soll, und eines Plattenelements mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind; Biegen des Umfangsabschnitts zur Wärmeverteilerseite durch ein Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts, nach dem Anordnen des Plattenelements, des Wärmeverteilers und des Halbleiterelements, das am Wärmeverteiler befestigt ist, in einem Hohlraum einer Form, Anordnen des Plattenelements auf einer Hohlraumbodenoberfläche der Form, so dass die hintere Oberfläche der Hohlraumbodenoberfläche zugewandt ist, und Anordnen des Wärmeverteilers auf der vorderen Oberfläche des Plattenelements, um einen Umfangsabschnitt zu schaffen, der von einer Kante der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers vorsteht; Durchführen eines Einkapselungsprozesses in einem Zustand, in dem das Biegen am Umfangsabschnitt vollendet ist, so dass die vordere Oberfläche des Plattenelements, die hintere Oberfläche des Umfangsabschnitts, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt werden und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements freiliegt.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts ein Vorsprung ist, der für die hintere Oberfläche eines Endabschnitts des Plattenelements vorgesehen ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts ein Stift ist, der in der Hohlraumbodenoberfläche in der Form vorgesehen ist und in den Hohlraum vorstehen kann.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Mittel zum Ausbilden des gebogenen Abschnitts ein vorstehender Abschnitt ist, der an der Hohlraumbodenoberfläche in der Form vorgesehen ist.
  10. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei der Umfangsabschnitt einen Abschnitt mit kleinerer Dicke in der hinteren Oberfläche umfasst, der Abschnitt mit kleinerer Dicke ein Abschnitt ist, dessen Dicke bis zu einer Spitze des Umfangsabschnitts verringert ist, so dass eine Stufe erzeugt ist, die Stufe die Seite der vorderen Oberfläche vertieft.
  11. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei ein vorstehender Abschnitt und/oder eine Aussparung in der vorderen Oberfläche des Umfangsabschnitts vorgesehen sind.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der mindestens eine vorstehende Abschnitt eine Stufe umfasst, die auf der Seite der vorderen Oberfläche im Vergleich zu einem mittleren Abschnitt des Plattenelements vorsteht, die Stufe zumindest in einer Umgebung einer Ecke der unteren Oberfläche im Umfangsabschnitt vorgesehen ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts einen Vorsprung-Aussparungs-Abschnitt mit einem Vorsprung und einer Aussparung umfasst, so dass die vordere Oberfläche des Umfangsabschnitts eine größere Oberflächenrauheit als jene der vorderen Oberfläche eines mittleren Abschnitts des Plattenelements aufweist, der mindestens eine vorstehende Abschnitt der Vorsprung des Vorsprung-Aussparungs-Abschnitts ist, und die mindestens eine Aussparung die Aussparung des Vorsprung-Aussparungs-Abschnitts ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der mindestens eine vorstehende Abschnitt eine Aufwärts-Abwärts-Form umfasst, die im Umfangsabschnitt vorgesehen ist und zu einer Seite einer Oberfläche vorsteht, die mit dem Einkapselungsharzkörper in Kontakt steht.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Aussparung mehrere Vertiefungen umfasst, die am Umfangsabschnitt ausgebildet sind.
  16. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, wobei das Plattenelement einen Umfangsabschnitt umfasst, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die vordere Oberfläche des Plattenelements, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche des Plattenelements vom Einkapselungsharzkörper freiliegt; wobei das Plattenelement durch Legen einer Isolationsschicht und einer Metallschicht ausgebildet ist, wobei die Isolationsschicht auf der Seite der vorderen Oberfläche vorgesehen ist, wobei die Metallschicht auf der Seite der hinteren Oberfläche im Vergleich zur Isolationsschicht vorgesehen ist; mindestens ein Durchgangsloch im Umfangsabschnitt vorgesehen ist, wobei das Durchgangsloch von der vorderen Oberfläche zur hinteren Oberfläche durchdringt, ein Grat, der auf der Seite der hinteren Oberfläche vorsteht, an einem Kantenabschnitt des Durchgangslochs auf der Seite der hinteren Oberfläche der Metallschicht vorgesehen ist, und der Einkapselungsharzkörper einen Abschnitt in der hinteren Oberfläche des Umfangsabschnitts bedeckt, wo der Grat vorgesehen ist.
  17. Halbleitervorrichtung, die umfasst: einen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche und elektrischer Leitfähigkeit; eine Isolationsplatte mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, wobei die vordere und die hintere Oberfläche elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die vordere Oberfläche mit der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers in Kontakt steht, eine Metallplatte, die mit der hinteren Oberfläche der Isolationsplatte in Kontakt steht, mit einem Umfangsabschnitt, der von einer Kante der unteren Oberfläche vorsteht, wobei der Umfangsabschnitt eine obere Oberfläche umfasst, die einem Bereich auf der Wärmeverteilerseite zugewandt ist; ein Halbleiterelement, das am Wärmeverteiler befestigt ist und mit dem Wärmeverteiler elektrisch verbunden ist; und einen Einkapselungsharzkörper, in dem die obere Oberfläche der Metallplatte, der Wärmeverteiler und das Halbleiterelement eingekapselt sind, und zumindest ein Abschnitt der hinteren Oberfläche der Metallplatte vom Einkapselungsharzkörper freiliegt.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Umfangsabschnitt der Metallplatte einen vorstehenden Abschnitt und/oder eine Aussparung umfasst, die auf der oberen Oberfläche vorgesehen sind.
  19. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Umfangsabschnitt der Metallplatte einen gebogenen Abschnitt umfasst, der in einer Umgebung einer Ecke des Wärmeverteilers oder entlang einer Seite des Wärmeverteilers vorgesehen ist, wobei sich der gebogene Abschnitt so biegt, dass er auf der Seite der oberen Oberfläche ansteigt; der Einkapselungsharzkörper eine hintere Oberfläche der Metallplatte im gebogenen Abschnitt bedeckt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028835A1 (de) * 2020-08-07 2022-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktsystem mit zuverlässiger isolierung
DE112013007426B4 (de) 2013-09-11 2024-03-28 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5940257B2 (ja) * 2011-08-01 2016-06-29 株式会社三井ハイテック リードフレーム及びリードフレームの製造方法並びにこれを用いた半導体装置
DE102013220880B4 (de) * 2013-10-15 2016-08-18 Infineon Technologies Ag Elektronisches Halbleitergehäuse mit einer elektrisch isolierenden, thermischen Schnittstellenstruktur auf einer Diskontinuität einer Verkapselungsstruktur sowie ein Herstellungsverfahren dafür und eine elektronische Anordung dies aufweisend
JP6192809B2 (ja) * 2014-03-28 2017-09-06 三菱電機株式会社 半導体モジュールおよび半導体モジュールを搭載した駆動装置
JP2016162888A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 株式会社デンソー 電子装置
JP2019012712A (ja) * 2015-11-20 2019-01-24 三菱電機株式会社 電力用半導体装置および電力用半導体装置の製造方法
DE102015120341A1 (de) * 2015-11-24 2017-05-24 Snaptrack, Inc. Bauelement mit Wärmeableitung
CN108886034B (zh) * 2016-03-29 2022-02-18 三菱电机株式会社 树脂封装型电力半导体装置的制造方法
JP6461431B2 (ja) 2016-06-14 2019-01-30 三菱電機株式会社 半導体装置
US10074590B1 (en) * 2017-07-02 2018-09-11 Infineon Technologies Ag Molded package with chip carrier comprising brazed electrically conductive layers
TWI746883B (zh) * 2017-09-29 2021-11-21 韓商Ｊｍｊ韓國有限公司 形成有陰刻圖案的半導體封裝用夾具、引線框架、基板及包括其的半導體封裝體
CN111406316B (zh) * 2017-10-26 2023-08-01 新电元工业株式会社 电子部件
JP2019096731A (ja) * 2017-11-22 2019-06-20 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US10879195B2 (en) * 2018-02-15 2020-12-29 Micron Technology, Inc. Method for substrate moisture NCF voiding elimination
US10998255B2 (en) * 2018-07-12 2021-05-04 Nxp Usa, Inc. Overmolded microelectronic packages containing knurled flanges and methods for the production thereof
JP2020088200A (ja) * 2018-11-27 2020-06-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
US10998256B2 (en) 2018-12-31 2021-05-04 Texas Instruments Incorporated High voltage semiconductor device lead frame and method of fabrication
US11469149B2 (en) * 2019-11-15 2022-10-11 Semtech Corporation Semiconductor device and method of forming mold degating structure for pre-molded substrate
JP7491707B2 (ja) * 2020-03-09 2024-05-28 日立Astemo株式会社 電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法
CN112635419A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司 一种逆变器igbt模块的封装结构

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0357249A (ja) * 1989-07-25 1991-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPH05299528A (ja) * 1992-04-16 1993-11-12 Mitsubishi Electric Corp 集積回路装置
JPH06302722A (ja) 1993-04-19 1994-10-28 Nippon Steel Corp 放熱部材及びこの放熱部材を用いた半導体パッケージ
JPH06334069A (ja) * 1993-05-24 1994-12-02 Toyota Autom Loom Works Ltd ヒートスプレッダを内蔵した半導体パッケージ
JPH088373A (ja) 1994-06-23 1996-01-12 Toshiba Corp 放熱装置
JPH0878578A (ja) 1994-09-08 1996-03-22 Sanyo Special Steel Co Ltd 放熱基板用材料及びその製造方法
KR200171663Y1 (ko) 1994-10-27 2000-03-02 김영환 반도체패키지
JPH10261744A (ja) 1997-01-17 1998-09-29 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH1187567A (ja) * 1997-09-02 1999-03-30 Toshiba Corp 半導体装置
JP3440824B2 (ja) 1998-05-28 2003-08-25 株式会社日立製作所 半導体装置
DE69923374T2 (de) 1998-05-28 2006-01-19 Hitachi, Ltd. Halbleitervorrichtung
JP2000340719A (ja) 1999-05-26 2000-12-08 Hitachi Ltd パワー半導体装置
JP3807354B2 (ja) 2001-08-06 2006-08-09 株式会社デンソー 半導体装置
JP3740116B2 (ja) 2002-11-11 2006-02-01 三菱電機株式会社 モールド樹脂封止型パワー半導体装置及びその製造方法
JP2005210006A (ja) 2004-01-26 2005-08-04 Toshiba Corp 半導体装置
JP2006086342A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Toyota Motor Corp 樹脂封入型半導体装置
JP2006179538A (ja) 2004-12-21 2006-07-06 Hitachi Ltd 半導体パワーモジュール
JP4458028B2 (ja) * 2005-11-29 2010-04-28 三菱電機株式会社 半導体装置
JP4904104B2 (ja) * 2006-07-19 2012-03-28 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2008258435A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP4867793B2 (ja) * 2007-05-25 2012-02-01 株式会社豊田自動織機 半導体装置
JP5071719B2 (ja) 2008-02-18 2012-11-14 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
TW201011869A (en) * 2008-09-10 2010-03-16 Cyntec Co Ltd Chip package structure
JP2010267794A (ja) 2009-05-14 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP5279632B2 (ja) * 2009-06-25 2013-09-04 三菱電機株式会社 半導体モジュール
KR101067980B1 (ko) 2009-12-28 2011-09-26 주식회사 케이이씨 전력 반도체 패키지 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013007426B4 (de) 2013-09-11 2024-03-28 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür
WO2022028835A1 (de) * 2020-08-07 2022-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktsystem mit zuverlässiger isolierung

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013124988A1 (ja) 2015-05-21
WO2013124988A1 (ja) 2013-08-29
US9466548B2 (en) 2016-10-11
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CN104137252A (zh) 2014-11-05
JP5858135B2 (ja) 2016-02-10

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