DE112013003222B4 - Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtungsverbindungsstruktur - Google Patents

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    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung, aufweisend:einen oberen Zweig (51, 53, 55) und einen unteren Zweig (52, 54, 56), welche jeweils einen Halbleiterchip (10) enthalten, in welchem ein Halbleiterschaltelement (51a-56a) ausgebildet ist, wobei der Halbleiterchip (10) eine Vorderfläche und eine Rückfläche hat;Wärmeabstrahlplatten (11, 12), welche entsprechend an einer Vorderflächenseite oder einer Rückflächenseite des Halbleiterchips (10) sowohl im oberen Zweig (51, 53, 55) als auch im unteren Zweig (52, 54, 56) angeordnet sind;ein Herausführungsleiterteil (16) mit einem Parallelleiter, der einen positiven Elektrodenanschluss (13), einen negativen Elektrodenanschluss (14) und einen Isolationsfilm (15) enthält, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) verbunden ist, welche mit einer positiven Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im oberen Zweig (51, 53, 55) verbunden ist, der negative Elektrodenanschluss (14) mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) verbunden ist, die mit einer negativen Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im unteren Zweig (52, 54, 56) verbunden ist, der Isolationsfilm (15) zwischen dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) angeordnet ist, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14) einander entgegengesetzt angeordnet ist und den Isolationsfilm (15) zwischen sich einschließen; undein Harzgussteil (18), welches derart ausgebildet ist, dass das Harzgussteil (18) die Halbleiterchips (10) bedeckt, wobei Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten (11, 12) entgegengesetzt zu den Halbleiterchips (10) freiliegen und ein Teil des positiven Elektrodenanschlusses (13) und ein Teil des negativen Elektrodenanschlusses (14) sowie zumindest ein Teil des Parallelleiters in dem Herausführungsleiterteil (16) in das Harzgussteil (18) eintreten, wobeider Isolationsfilm (15) aus einem plattenförmigen Isolator geformt ist, der sich von dem Harzgussteil (18) unterscheidet,wenn eine Richtung, in der der Herausführungsleiterteil (16) von dem Harzgussteil (18) hervorsteht, als eine Vorstehrichtung definiert ist und eine Richtung senkrecht zur Vorstehrichtung als eine Breitenrichtung definiert ist, hat der Isolationsfilm (15) eine größere Abmessung als der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14), äußere Randabschnitte des positiven Elektrodenanschlusses (13) und des negativen Elektrodenanschlusses (14) liegen innerhalb eines Außenkantenabschnitts des Isolationsfilms (13) und der Isolationsfilm (15) ragt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) nach außen vor.

Description

  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2012 - 147 426 A , angemeldet am 29. Juni 2012, und der japanischen Patentanmeldung JP JP 2012- 147 427 A , angemeldet am 29. Juni 2012; auf die dortigen Offenbarungsgehalte wird vollinhaltlich Bezug genommen.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und ein Halbleitervorrichtungsverb i nd u ngsstru kur.
  • STAND DER TECHNIK
  • Als eine Halbleitervorrichtung, welche eine Brückenschaltung enthält, die mit Halbleiterschaltelementen versehen ist, welche entsprechend an einem oberen Zweig und einem unteren Zweig angeordnet sind, ist ein Leistungswandler bekannt, der eine dreiphasige Inverterschaltung einer U-Phase, V-Phase und W-Phase enthält (siehe JP 3 793 407 B2 (entsprechend der US 2002 / 0 034 087 A1 )). Der Leistungswandler enthält Leistungshalbleiterelemente an einem oberen Zweig und einem unteren Zweig einer jeden der drei Phasen und wandelt einen Gleichstrom in einen Schaltstrom durch Schaltvorgänge der Leistungshalbleiterelemente.
  • In dem Leistungswandler wird als Eingangsanschluss ein viereckiger, plattenförmige Parallelleiter verwendet, bei dem ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss verbunden sind, wobei ein Isolationsfilm dazwischen eingeschlossen ist. An einer Seite des Parallelleiters sind eine Eingangsbusschiene, die einen Teil einer Verdrahtung auf Seiten der positiven Elektrode bildet (nachfolgend als positive Elektrodeneingangsbusschiene bezeichnet), und eine Eingangsbusschiene, die einen Teil einer Verdrahtung auf Seiten der negativen Elektrode bildet (nachfolgend als negative Elektrodeneingangsbusschiene bezeichnet), parallel zueinander verlaufend angeordnet, wobei sie voneinander um einen bestimmten Betrag beabstandet sind. Zusätzlich liegen die Leistungshalbleiterelemente der oberen Zweige für die drei Phasen in gleichen Abständen auf der positiven Elektrodeneingangsbusschiene und die Leistungshalbleiterelemente der unteren Zweige für die drei Phasen liegen in gleichen Abständen auf der negativen Elektrodeneingangsbusschiene. Die Ausgangsbusschienen für die drei Phasen werden senkrecht zu den Eingangsbusschienen angeordnet, um die oberen Zweige und die unteren Zweige der jeweiligen Phasen zu verbinden. Die oberen Zweige und die unteren Zweige der jeweiligen Phasen werden mit einer Last verbunden, die über die Ausgangsbusschienen mit dem Wechselstrom versorgt wird.
  • Zusätzlich schlägt JP 2010 - 124 691 A eine Halbleitervorrichtung vor, die eine Mehrzahl von Leistungshalbleiterelementen enthält und einen Leistungswandler bildet, der auf der Grundlage von Schaltvorgängen der Mehrzahl von Leistungshalbleiterelementen einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Die Halbleitervorrichtung enthält einen positiven Elektrodenanschluss (eine Hauptelektrode auf Seiten der positiven Elektrode) und einen negativen Elektrodenanschluss (eine Hauptelektrode auf Seiten der negativen Elektrode), die in einer senkrechten Richtung von einer Seite eines Gehäuses der Halbleitervorrichtung vorstehen, welche im Wesentlichen eine viereckige Plattenform hat. Der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss sind aus plattenförmigen Elektroden gebildet. Die plattenförmigen Elektroden, die den positiven Elektrodenanschluss und den negativen Elektrodenanschluss bilden, sind miteinander verbunden, wobei ein Isolationsteil dazwischen eingeschlossen ist, um einen plattenförmigen Leiter (einen Parallelleiter) zu bilden. Die Lagen von Vorderkanten des positiven Elektrodenanschlusses und des negativen Elektrodenanschlusses sind zueinander verschoben, und die Vorderkante des negativen Elektrodenanschlusses steht weiter als die Vorderkante des positiven Elektrodenanschlusses vor, um so vom Gehäuse weiter entfernt zu sein.
  • Der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss mit obigem Aufbau sind mit einer Gleichstrombusschiene auf der positiven Elektrodenseite und einer Gleichstrombusschiene auf der negativen Elektrodenseite verbunden und sind über die Busschienen mit einem Glättungskondensator verbunden. Insbesondere sind die Gleichstrombusschiene der positiven Elektrodenseite und die Gleichstrombusschiene der negativen Elektrodenseite aus einem plattenförmigen Leiter gebildet, und eine Vorderkante der Gleichstrombusschiene der positiven Elektrodenseite steht weiter als eine Vorderkante der Gleichstrombusschiene der negativen Elektrodenseite vor. Wenn die Gleichstrombusschiene der negativen Elektrodenseite an dem negativen Elektrodenanschluss angeordnet ist, welcher von den beiden Anschlüssen des Halbleiters weiter vorsteht, liegt die Vorderkante der Gleichstrombusschiene der positiven Elektrodenseite, welche weiter vorsteht als die Gleichstrombusschiene der negativen Elektrodenseite, auf dem positiven Elektrodenanschluss. Auf der Grundlage hiervon werden an der Vorderkante des negativen Elektrodenanschlusses und der Vorderkante der Gleichstrombusschiene der positiven Elektrodenseite der negative Elektrodenanschluss und die Gleichstrombusschiene der negativen Elektrodenseite hartverlötet, und der positive Elektrodenanschluss und die Gleichstrombusschiene der positiven Elektrodenseite werden hartverlötet, um elektrische und mechanische Verbindungen herzustellen.
  • Es wird ferner auf die WO 2012/ 002 454 A1 und die JP 2010 - 153 527 A verwiesen, die als Stand der Technik ermittelt wurden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • In einem vereinfachten Modell, wie es beispielhaft in 22 gezeigt ist, enthält eine Halbleitervorrichtung mit einer dreiphasigen Wandlerschaltung Brückenschaltkreise J3 von drei Phasen. Jede der Brückenschaltungen J3 enthält eine Parallelverbindung aus einem Halbleiterschaltelement J1, beispielsweise einem IGBT, und einer Freilaufdiode (nachfolgend als FWD bezeichnet) J2 sowohl im oberen als auch im unteren Zweig. Eine Last J4, beispielsweise ein Motor, ist an einer Stelle zwischen dem oberen und unteren Zweig der Brückenschaltung J3 in der Halbleitervorrichtung angeschlossen, und ein Glättungskondensator J5 liegt parallel zur Brückenschaltung J3. Durch Ein- und Ausschalten der Halbleiterschaltelemente J1 im oberen Zweig und im unteren Zweig wird ein von einer Gleichstromenergieversorgung J6 gelieferter Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt und zu der L-Last J4 geliefert. Die Zustände eines Drain-Source-Stroms Ids, einer Drain-Source-Spannung Vds und eines Schaltverlusts Esw zu diesem Zeitpunkt sind in 23 dargestellt.
  • Bei einer Schaltungskonfiguration gemäß obiger Beschreibung wird eine Kurzschlussschleife im oberen und unteren Zweig gebildet, wie durch den Pfeil in 22 gezeigt. Wenn das Halbleiterschaltelement J1 auf Seiten des unteren Zweigs von Ein nach Ein schaltet, erfolgt eine Änderung dl/dt in der Kurzschlussschleife.
  • Hierbei wird gemäß 23 eine Stoßspannung ΔVsur beim Schalten erzeugt. Die Stoßspannung ΔVsur wird durch den nachfolgenden Ausdruck dargestellt. In dem nachfolgenden Ausdruck bezeichnet Ls eine Induktivität in der Kurzschlussschleife. Δ Vsur = Ls ⋅ dl / dt
    Figure DE112013003222B4_0001
  • Die Stoßspannung ΔVsur neigt dazu, aufgrund eines Anstiegs des elektrischen Stroms und der Schaltgeschwindigkeit anzusteigen, was bekannt ist. Obgleich ein Stoßspannungsschutz durch Erhöhen einer Durchbruchspannung der Elemente erhalten werden kann, nimmt der Ein-Widerstand in einer wechselseitigen Beziehung zu, und es erfolgt ein Anstieg von stationären Verlusten. Zusätzlich besteht die Notwendigkeit des Verringerns eines Schaltverlusts Esw und des Verringerns einer Größe der Vorrichtung, und eine Verbesserung von dl/dt und ein Anstieg der Frequenz sind notwendig, um diese Notwendigkeiten zu erfüllen. Um somit einen Gebrauch bei hohem dl/dt ohne Erhöhung der Stoßspannung ΔVsur zu haben, ist eine Verringerung der Induktivität in der Kurzschlussschleife notwendig.
  • Um eine Verringerung der Induktivität zu realisieren, ist es wirkungsvoll, Teile, welche die Verdrahtung auf Seiten der positiven Elektrode bilden, und Teile, welche die Verdrahtung auf Seiten der negativen Elektrode in der Halbleitervorrichtung mit der dreiphasigen Wandlerschaltung bilden, so weit als möglich durch Parallelleiter zu bilden, so dass ein elektrischer Strom in entgegengesetzte Richtungen in der positiven Elektrode und der negative Elektrode fließt. Folglich tritt ein Magnetismus-Offset zwischen der Verdrahtung auf Seiten der positiven Elektrode und der Verdrahtung auf Seiten der negativen Elektrode auf, und eine Verringerung der Induktivität kann erreicht werden.
  • Bei dem Aufbau gemäß der JP 3 793 407 B2 sind jedoch die Regionen für Parallelleiter auf den Eingangsanschluss beschränkt und die Verringerung der Induktivität ist unzureichend. Insbesondere sind in dem plattenförmigen Leiter, der den Eingangsanschluss bildet, ein Verbindungsabschnitt des positiven Elektrodenanschlusses und der positiven Elektrodeneingangsbusschiene und ein Verbindungsabschnitt des negativen Elektrodenanschlusses und der negativen Elektrodeneingangsbusschiene vollständig unterschiedlich voneinander, und die positive Eingangsbusschiene und die negative Eingangsbusschiene sind zueinander verschoben und nicht als Parallelleiter ausgebildet. Die positive Elektrodeneingangsbusschiene und die negative Elektrodeneingangsbusschiene sind in einer Ebenenrichtung der jeweiligen Busschienen, die in Plattenform ausgebildet sind, verschoben und die Ebenen der jeweiligen Busschienen liegen nicht einander gegenüber. Somit ist ein Magnetismus-Offseteffekt durch die positive Elektrodeneingangsbusschiene und die negative Elektrodeneingangsbusschiene gering und eine Verringerung der Induktivität lässt sich nicht erreichen. Da zusätzlich ein Pfad von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode zwischen U-Phase, V-Phase und W-Phase jeweils unterschiedlich ist, tritt eine unterschiedliche Induktivität auf.
  • Bei der Verbindungsstruktur gemäß der JP 2010 - 124 691 A sind gemäß 24 an einer Vorderkante eines negativen Elektrodenanschlusses J10 und an einer Vorderkante einer Gleichstrombusschiene J11 der positiven Elektrodenseite der negative Elektrodenanschluss J10 und die Gleichstrombusschiene J12 der negativen Elektrodenseite miteinander hartverlötet, und ein positiver Elektrodenanschluss J13 und eine Gleichstrombusschiene J11 der positiven Elektrodenseite sind miteinander hartverlötet. Somit ist jeder der Lötabschnitte J14, J15 in einer Richtung parallel zu einer Vorstehrichtung des positiven Elektrodenanschlusses J13 und des negativen Elektrodenanschlusses J10 gegenüber einem Gehäuse J16 verschoben. Wenn daher eine Vibration aufgebracht wird, insbesondere wenn eine starke Vibration auftritt, beispielsweise beim Einbau in ein Fahrzeug, und Ausdehnungs- und Zusammenziehbelastungen wiederholt in den Lötabschnitten J14, J15 erzeugt werden, wird die Belastung hoch und eine Trennung aufgrund einer Ermüdung kann möglicherweise auftreten.
  • Da der negative Elektrodenanschluss J10 und die Gleichstrombusschiene J12 der negativen Elektrodenseite von dem positiven Elektrodenanschluss J13 und der Gleichstrombusschiene J12 der positiven Elektrodenseite getrennt sein müssen, um eine Kriechstrecke auch bei einem hohen Strom sicherzustellen, nimmt ein Abstand D1 zwischen den Lötabschnitten J14, J15 zu. In diesem Fall wird die oben genannte Belastung höher. Im Gegensatz hierzu könnte man ins Auge fassen, dass die Dicken von Isolationsfilmen J17, J18 zwischen dem negativen Elektrodenanschluss J10 und dem positiven Elektrodenanschluss J13 und zwischen der Gleichstrombusschiene J12 der negativen Elektrodenseite und der Gleichstrombusschiene J11 der positiven Elektrodenseite erhöht werden, um die Kriechstrecke sicherzustellen. Wenn jedoch die Dicken der Isolationsfilme J17, J18 erhöht werden, wird der Effekt der Induktivitätsverringerung aufgrund des Magnetismus-Offsets durch den entgegengesetzten Stromfluss zu den jeweiligen Anschlüssen J10, J13 und den jeweiligen Busschienen J11, J12 an beiden Seiten hiervon schwächer.
  • Es wird hier eine Halbleitervorrichtung als ein Beispiel beschrieben, welche den dreiphasigen Wandlerschaltkreis mit drei Phasen von U-Phase, V-Phase und W-Phase hat, d. h. eine 6-in-1-Struktur, wobei, da die oberen und unteren Zweige für die jeweiligen Phasen vorgesehen sind, sechs Zweige zu einem zusammengefasst sind. Dies stellt nur ein Beispiel dar, und ein ähnliches Problem ergibt sich beispielsweise bei einer 2-in-1-Struktur, bei der nur eine Phase modularisiert ist, und bei einer 4-in-1-Struktur, bei der eine Brückenschaltung für zwei Phasen, beispielsweise eine H-Brückenschaltung, modularisiert ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welche eine Verringerung der Induktivität erreichen kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtungsverbindungsstruktur zu schaffen, die die Zuverlässigkeit eines Verbindungsabschnitts eines positiven Elektrodenanschlusses und eines negativen Elektrodenanschlusses verbessern kann, wobei eine Verringerung der Induktivität realisiert ist, sowie eine Halbleitervorrichtung, bei der die Verbindungsstruktur angewendet wird.
  • LÖSUNG DER AUFGABE
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Halbleitervorrichtungsverbindungsstruktur kann die Zuverlässigkeit der Verbindungsabschnitte von positivem Elektrodenanschluss und negativem Elektrodenanschluss unter Ermöglichung einer verringerten Induktivität verbessern.
  • Figurenliste
  • Die obigen und weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung ist:
    • 1 ein Schaltkreisdiagramm einer Inverterschaltung, bei der ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
    • 2A eine perspektivische Ansicht eines Halbleitermoduls;
    • 2B eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Halbleitermoduls zeigt;
    • 2C eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Halbleitermoduls zeigt;
    • 3 eine auseinandergezogene Darstellung des Halbleitermoduls vor einem Harzverguss;
    • 4 eine auseinandergezogene Darstellung eines Zustands, bei dem verschiedene Relaiselektroden mit den Halbleiterchips von 3 verbunden sind und Relaiselektroden eines oberen und unteren Zweigs und plattenförmige Leiter mit einer unteren Wärmeabstrahlplatte verbunden sind;
    • 5A eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie VA-VA in 4;
    • 5B eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie VB-VB in 4;
    • 5C eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie VC-VC in 4;
    • 5D eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie4 VD-VD in 4;
    • 6A eine Vorderansicht auf einen plattenförmigen Leiter;
    • 6B eine Schnittansicht des plattenförmigen Leiters entlang Linie VIB-VIB in 6Af;
    • 6C eine Vorderansicht auf einen positiven Elektrodenanschluss;
    • 6D eine Vorderansicht auf einen negativen Elektrodenanschluss;
    • 6E eine Layoutdarstellung, wie positiver Elektrodenanschluss und negativer Elektrodenanschluss gestapelt sind;
    • 7 eine Schnittansicht durch ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 8 eine Vorderansicht auf einen plattenförmigen Leiter gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9A eine Schnittansicht eines Halbleitermoduls gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9B eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von 9A;
    • 10 eine Schnittansicht durch ein Halbleitermodul gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform;
    • 11A eine Schnittansicht durch ein Halbleitermoduls gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform;
    • 11B eine Draufsicht auf das Halbleitermodul von 11A;
    • 12 eine Schnittansicht eines positiven Elektrodenanschlusses, eines negativen Elektrodenanschlusses und von Wärmeabstrahlplatten in einem Halbleitermodul gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 13 eine perspektivische Ansicht eines Zustands, bevor ein Halbleitermodul und ein Glättungskondensator bei einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden;
    • 14 eine Draufsicht auf ein Layout einer Verbindungsstruktur von Halbleitermodul und Glättungskondensator;
    • 15A eine Draufsicht auf die Verbindungsstruktur des Halbleitermoduls;
    • 15B eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie XVB-XVB in 15A;
    • 15C eine Schnittansicht des Halbleitermoduls entlang Linie XVC-XVC in 15A;
    • 16A eine vergrößerte Draufsicht auf einen Verbindungsabschnitt des Glättungskondensators;
    • 16B eine Schnittdarstellung des Verbindungsabschnitts des Glättungskondensators entlang Linie XVIB-XVIB in 16A;
    • 17A eine Draufsicht auf die Verbindungsstruktur von Halbleitermodul und Glättungskondensator;
    • 17B eine Schnittansicht der Verbindungsstruktur von Halbleitermodul und Glättungskondensator entlang Linie XVIIB-XVIIB in 17A;
    • 17C eine Schnittansicht der Verbindungsstruktur von Halbleitermodul und Glättungskondensator entlang Linie XVIIC-XVIIC in 17A;
    • 18 eine Schnittdarstellung einer Verbindungsstruktur eines Halbleitermoduls und eines Glättungskondensators gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 19A eine Draufsicht auf eine Verbindungsstruktur eines Halbleitermoduls und eines Glättungskondensators gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 19B eine Schnittdarstellung der Verbindungsstruktur des Halbleitermoduls und des Glättungskondensators entlang Linie XIXB-XIXB in 19A;
    • 19C eine Schnittdarstellung der Verbindungsstruktur des Halbleitermoduls und des Glättungskondensators entlang Linie XIXC-XIXC in 19A;
    • 20 eine Schnittdarstellung einer Verbindungsstruktur eines Halbleitermoduls und eines Glättungskondensators gemäß einer Abwandlung der achten Ausführungsform;
    • 21 eine Schnittdarstellung eines Verbindungsabschnitts eines Glättungskondensators gemäß einer anderen Ausführungsform;
    • 22 eine vereinfachte Modelldarstellung einer Schaltung einer Brückenschaltung aus einem Halbleitermodul;
    • 23 ein Zeitdiagramm eines Zustands, in welchem ein Halbleiterschaltelement in der Brückenschaltung geschaltet wird; und
    • 24 eine Schnittdarstellung einer Verbindungsstruktur nach dem Stand der Technik.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In jeder der nachfolgenden Ausführungsformen sind gleiche oder äquivalente Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Anwendungsbeispiel für eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Halbleitermodul beschrieben, welches einen dreiphasigen Inverter enthält, der beispielsweise einen dreiphasigen Wechselstrommotor betreibt.
  • Zunächst wird der Aufbau einer Inverterschaltung 1 in einem Halbleitermodul 6 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Gemäß 1 betreibt die Inverterschaltung 1 einen dreiphasigen Wechselstrommotor 3 als eine Last auf der Grundlage einer Gleichstromenergieversorgung 2. Die Inverterschaltung 1 ist parallel zu einem Glättungskondensator 4 geschaltet, und der Glättungskondensator 4 wird verwendet, um Schaltspitzen zu verringern und um eine konstante Energieversorgungsspannung zu bilden, indem Rauscheinflüsse unterdrückt werden.
  • Die Inverterschaltung 1 hat eine Konfiguration, bei der seriell verbundene obere und untere Zweige 51-56 parallel für drei Phasen verschaltet sind. Die Inverterschaltung 1 legt Mittelpotenziale der oberen Zweige 51, 53, 55 und der unteren Zweige 52, 54, 56 an die jeweiligen Phasen der U-Phase, V-Phase und W-Phase wiederholt für den dreiphasigen Wechselstrommotor 3 an. Mit anderen Worten, die oberen und unteren Zweige 51-56 enthalten jeweils entsprechende Halbleiterschaltelemente 51a-56a, beispielsweise IBGTs oder MOSFETs, und Gleichrichter (in einer Richtung leitfähige Elemente) 51b-56b für einen Rückfluss, beispielsweise FWDs oder SBDs. Durch eine Ein/AusSteuerung der Halbleiterschaltelemente 51a-56a in den oberen und unteren Zweigen 51-56 der jeweiligen Phasen wird ein dreiphasiger Wechselstrom an den dreiphasigen Wechselstrommotor 3 geliefert. Folglich kann der dreiphasige Wechselstrommotor 3 angetrieben werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind Halbleiterchips, in welchen die Halbleiterschaltelemente 51a-56a und die Gleichrichter 51b-56b, welche die jeweiligen sechs oberen und unteren Zweige 51-56 der Inverterschaltung 1 bilden, integral modularisiert zusammengefasst, um ein Halbleitermodul mit einer 6-in-1-Struktur zu haben.
  • Nachfolgend wird der detaillierte Aufbau des Halbleitermoduls 6 mit der Inverterschaltung 1 und dem oben beschriebenen Schaltungsaufbau anhand der 2 bis 6 beschrieben.
  • Das Halbleitermodul 6 mit dem Aufbau gemäß 2A enthält Halbleiterchips 10, obere und untere Wärmeabstrahlplatten 11, 12, einen plattenförmigen Leiter 16, in welchem ein positiver Elektrodenanschluss 13 und ein negativer Elektrodenanschluss 14 zwischen sich einen Isolationsfilm 15 einschließen, und Steueranschlüsse 17. Von den oben beschriebenen Bestandteilen sind die Halbleiterchips 10, die oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12, die Steueranschlüsse 17 etc. als ein Komponentenblock für einen Zweig definiert, und sechs Komponentenblöcke sind gemäß 2A von einem Harzgussteil 18 bedeckt. Die Komponentenblöcke für die sechs Zweige, welche von dem Harzgussteil 18 bedeckt sind, haben Grundaufbauten, die ähnlich zueinander sind, obgleich der detaillierte Aufbau zueinander unterschiedlich ist. Zunächst werden die Bestandteile beschrieben, welche die Grundaufbauten des vom Harzgussteil 18 bedeckten Komponentenblocks bilden.
  • Die Halbleiterchips 10 haben Vorderflächen und Rückflächen. In den Halbleiterchips 10 sind die Halbleiterschaltelemente 51a-56a und die Gleichrichter 51b-56b, welche die oberen Zweige 51, 53, 55 oder die unteren Zweige 52, 54, 56 bilden, ausgebildet. Die Halbleiterchips 10 werden beispielsweise unter Verwendung von Si, SiC, GaN oder dergleichen als Basismaterial gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Halbleiterschaltelemente 51a-56a und die Gleichrichter 51b-56b, welche in den Halbleiterchips 10 ausgebildet sind, als vertikale Elemente gebildet, bei denen ein elektrischer Strom in einer Richtung senkrecht zum Substrat fließt. Verschiedene Kissen sind an der Seite der Vorderfläche und an der Seite der Rückfläche der Halbleiterchips 10 ausgebildet, und über diese Kissen erfolgt eine elektrische Verbindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Rückflächenseite eines jeden Halbleiterchips 10 über ein Bondmaterial, beispielsweise ein Lot, mit der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 verbunden. Zusätzlich ist die Vorderflächenseite der Halbleiterchips 10 mit Elementrelaiselektroden 19, die unter Verwendung von Cu, Al, Fe oder dergleichen als Basismaterial gebildet sind, über ein Bondmaterial, beispielsweise ein Lot, verbunden und die Elemente der Elektroden 19 sind mit der oberen Wärmeabstrahlplatte 11 über ein Bondmaterial, beispielsweise ein Lot, verbunden. Folglich ist jeder der Halbleiterchips 10 elektrisch mit den oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 verbunden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind in den Halbleiterchips 10 die Elemente, beispielsweise die Halbleiterschaltelemente 51a-56a und die Gleichrichter 51b-56b, welche die jeweiligen Zweige 51-56 bilden, separat ausgebildet. In jedem der Zweige 51-56 können die Elemente im gleichen Chip ausgebildet werden. Als ein Bondmaterial kann ein metallisches Bondmaterial mit Leitfähigkeit und einer thermischen Leitfähigkeit von 30 bis 400 W/mk verwendet werden, und beispielsweise kann anstelle eines Lots eine Ag-Paste verwendet werden.
  • Die oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 entsprechen Wärmesenken und sind dadurch gebildet, dass ein Bauteil, welches im Wesentlichen Cu, Al, Fe oder dergleichen enthält, einer Plattierung für Verbindungszwecke unterworfen wird. Eine Oberflächenseite sowohl der oberen als auch der unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 weist in Richtung der Halbleiterchips 10 und die andere Oberflächenseite ist frei von dem Harzgussteil 18. Die obere Wärmeabstrahlplatte 11 ist mit Vorderflächenelektroden der Halbleiterschaltelemente 51a-56a (z. B. den Sources der MOSFETs oder den Emittern der IGBTs) verbunden, und erste Elektroden der Gleichrichter 51b-56b (z. B. Anoden der FWDs oder der SBDs) sind mit der Vorderflächenseite der Halbleiterchips 10 über die Elementrelaiselektroden 19 verbunden. Zusätzlich ist die untere Wärmeabstrahlplatte 12 mit Rückflächenelektroden der Halbleiterschaltelemente 51a-56a (z. B. Drains der MOSFETs oder Kollektoren der IGBTs) und zweiten Elektroden der Gleichrichter 51b-56b (z. B. Kathoden der FWDs oder der SBDs) durch Verbindung mit der Rückflächenseite der Halbleiterchips 10 verbunden. Die Vorderflächenseite der oberen Wärmeabstrahlplatte 11 und die Rückflächenseite der unteren Wärmeabstrahlplatte 12, d. h. die Oberflächen entgegengesetzt zu der Oberfläche, an welcher die Halbleiterchips 10 liegen, sind frei von dem Harzgussteil 18, so dass an den freiliegenden Abschnitten die Wärmeabstrahlung durchgeführt werden kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform bildet die untere Wärmeabstrahlplatte 12 einen Teil einer positivelektrodenseitigen Verdrahtung an die jeweiligen Zweige 51-56, und die obere Wärmeabstrahlplatte 11 bildet einen Teil einer negativelektrodenseitigen Verdrahtung an die jeweiligen Zweige 51-56.
  • Die untere Wärmeabstrahlplatte 12 ist elektrisch mit dem positiven Elektrodenanschluss 13 verbunden und wird mit einer Spannung der Gleichstromenergieversorgung 2 beaufschlagt. Obgleich die Wärmeabstrahlplatte 12a eine Einplattenstruktur hat, welche alle Halbleiterchips 10 trägt, welche die drei oberen Zweige 51, 53, 55 bilden, kann die Wärmeabstrahlplatte 12a für jeden Zweig unterteilt sein. In der vorliegenden Ausführungsform hat die untere Wärmeabstrahlplatte 12a die Einplattenstruktur mit Blick auf eine Verbindung mit dem positiven Elektrodenanschluss 13. Wie später beschrieben wird, ist der positive Elektrodenanschluss 13 in zwei Gabeln aufgeteilt, und die beiden Gabeln sind mit der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a an Positionen zwischen den Halbleiterchips 10 verbunden, welche die drei Zweige 51, 53, 55 bilden. Somit kann ein elektrischer Strom von der Gleichstromenergieversorgung 2 den jeweiligen Phasen ohne Schwankungen von Verdrahtungswiderständen zwischen den jeweiligen Phasen zugeführt werden.
  • An einer Oberfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a, welche frei von dem Harzgussteil 18 ist, sind vertiefte Abschnitte 12e zur Unterteilung der jeweiligen Phasen ausgebildet. Da das Harzgussteil 18 in die vertieften Abschnitte 12e eintreten kann, lassen sich die Halteeigenschaften der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a durch das Harzgussteil 18 verbessern und der Einfluss von thermischen Belastungen auf die untere Wärmeabstrahlplatte 12a kann begrenzt werden. Insbesondere was die mittig liegende V-Phase betrifft, kann eine thermische Belastung der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a im Vergleich zu der U-Phase und der W-Phase an den beiden Seiten sehr hoch sein. Durch Verbesserung der Halteeigenschaften der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a kann jedoch eine thermische Verformung der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a begrenzt werden. Somit lässt sich eine Belastungseinwirkung auf die Halbleiterchips 10 begrenzen, und ein Lösen der Halbleiterchips 10 und des Bondmaterials kann begrenzt werden. Die Größenbemessung der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a wird derart durchgeführt, dass die jeweiligen Bereiche, welche von den vertieften Abschnitten 12e unterteilt sind, die gewünschten Wärmeabstrahlflächen haben. Mit anderen Worten, wenn Wärme von den Halbleiterchips 10 auf die unteren Wärmeabstrahlplatten 12a über die Elementrelaiselektroden 19 übertragen wird, erfolgt eine Wärmediffusion in der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a in einem Winkel von 45 Grad. Somit sind die Wärmeabstrahlbereiche größer als Bereiche nach der Wärmediffusion, das heißt, die Wärmeabstrahlbereiche sind zumindest die Summe der Bereiche der Halbleiterchips 10 und der Bereiche für die Wärmediffusion.
  • Obere Wärmeabstrahlplatten 11a-11c bilden einen Teil einer Zwischenverdrahtung zur Verbindung der oberen und unteren Zweige 51-56 der jeweiligen Phasen. Von den oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c sind Ausgangsanschlüsse 20a-20c der jeweiligen Phasen herausgeführt.
  • Untere Wärmeabstrahlplatten 12b-12d bilden einen Teil einer Zwischenverdrahtung zur Verbindung der oberen und unteren Zweige 51-56 der jeweiligen Phasen. Die unteren Wärmeabstrahlplatten 12b-12d sind mit den oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c für die jeweiligen Phasen durch obere und untere Zweigrelaiselektroden 21 verbunden, welche unter Verwendung von Cu, Al, Fe oder dergleichen als Basismaterial gebildet sind.
  • Die Größenabmessungen der oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c und der unteren Wärmeabstrahlplatte 12c werden ebenfalls so gewählt, dass die jeweiligen Platten die gewünschten Wärmeabstrahlbereiche haben. Mit anderen Worten, wenn Wärme von den Halbleiterchips 10 über die Elementrelaiselektroden 19 auf die untere Wärmeabstrahlplatte 12a übertragen wird, erfolgt eine Wärmediffusion in jeder der Wärmeabstrahlplatten 11a-11c, 12b-12d in einem Winkel von 45 Grad. Somit sind die Wärmeabstrahlbereiche größer als die Bereiche nach der Wärmediffusion, das heißt, die Wärmeabstrahlbereiche sind zumindest die Summe der Bereiche der Halbleiterchips 10 und der Bereiche für die Wärmediffusion.
  • Die obere Wärmeabstrahlplatte 11d ist elektrisch mit dem negativen Elektrodenanschluss 14 verbunden und über den negativen Elektrodenanschluss 14 mit GND verbunden. Obgleich die obere Wärmeabstrahlplatte 11d eine Einplattenstruktur hat, welche alle Halbleiterchips 10 trägt, die die drei unteren Zweige 52, 54, 56 bilden, kann die obere Wärmeabstrahlplatte 11d für jeden Zweig unterteilt sein. In der vorliegenden Ausführungsform hat die obere Wärmeabstrahlplatte 11d mit Blick auf eine Verbindung mit dem negativen Elektrodenanschluss 14 die Einplattenstruktur. Wie später beschrieben wird, ist der negative Elektrodenanschluss 14 in zwei Gabeln unterteilt, und die beiden Gabeln sind mit der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d an Positionen zwischen den Halbleiterchips 10 verbunden, welche die drei Zweige 52, 54, 56 bilden. Somit kann ein elektrischer Strom für die jeweiligen Phasen ohne Schwankungen von Verdrahtungswiderständen unter den jeweiligen Phasen fließen.
  • An einer Oberfläche der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d, die frei von dem Harzgussteil 18 ist, sind vertiefte Abschnitte 11e ausgebildet, welche die jeweiligen Phasen unterteilen. Da das Harzgussteil 18 in die vertieften Abschnitte 11e eindringen kann, lassen sich die Halteeigenschaften der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d durch das Harzgussteil 18 verbessern und ein Einfluss einer thermischen Belastung auf die obere Wärmeabstrahlplatte 11d kann begrenzt werden. Insbesondere was die mittig angeordnete V-Phase betrifft, so kann die thermische Belastung der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d im Vergleich zur U-Phase und W-Phase an den beiden Seiten sehr hoch sein. Durch Verbessern der Halteeigenschaft der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d kann jedoch eine thermische Verformung der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d begrenzt werden. Somit können sich Belastungen auf die Halbleiterchips 10 beschränken, und ein Lösen der Halbleiterchips 10 und des Bondmaterials kann begrenzt werden. Die Bemaßung der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d erfolgt so, dass die jeweiligen Bereiche, die von den vertieften Abschnitten 11e unterteilt sind, die gewünschten Wärmeabstrahlbereiche haben. Mit anderen Worten, wenn Wärme von den Halbleiterchips 10 über die Elementrelaiselektroden 19 auf die oberen Wärmeabstrahlplatten 11d übertragen wird, erfolgt eine Wärmediffusion in der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d unter einem Winkel von 45 Grad. Somit sind die Wärmeabstrahlbereiche zumindest die Summe der Bereiche der Halbleiterchips 10 und der Bereiche für die Wärmediffusion.
  • Wie in den 6A und 6B gezeigt, ist der plattenförmige Leiter 16, der als Herausführleiter dient und der durch den positiven Elektrodenanschluss 13, den negativen Elektrodenanschluss 14 und den Isolationsfilm 15 gebildet ist, als ein Parallelleiter gebildet, bei dem der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 einander gegenüberliegend unter Einschließen des Isolationsfilms 15 einer bestimmten Dicke zwischen sich angeordnet sind. Der plattenförmige Leiter 16 kann gebildet werden, indem der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 unter Verwendung eines Klebers oder einer Klebefolie miteinander verbunden werden.
  • Der positive Elektrodenanschluss 13 bildet einen Teil der positivelektrodenseitigen Verdrahtung, die mit der Energieversorgungsspannung von der Gleichstromenergiequelle 2 beaufschlagt wird, und hat eine Plattenform. Der positive Elektrodenanschluss 13 ist über ein Bondteil, beispielsweise ein Lot, oder durch Schweißen mit der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a verbunden. Der positive Elektrodenanschluss 13 ist als eine Busschiene gebildet, indem beispielsweise ein Bauteil, das hauptsächlich aus Cu, Al, Fe oder dergleichen besteht, für Verbindungszwecke plattiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in den 6A, 6C und 6E gezeigt, der positive Elektrodenanschluss 13 an einer Position, welche mit dem Harzgussteil 18 bedeckt ist, als zweizinkige Gabel unterteilt. Die beiden Gabelzinken sind mit Abschnitten der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a zwischen Positionen entsprechend den Halbleiterchips 10 verbunden, welche die drei Zweige 51, 53, 55 bilden.
  • Der negative Elektrodenanschluss 14 bildet einen Teil der negativelektrodenseitigen Verdrahtung, welche mit GND verbunden ist, und hat eine Plattenform. Der negative Elektrodenanschluss 14 ist über ein Bondteil, beispielsweise ein Lot, oder durch Schweißen mit der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d verbunden. Der negative Elektrodenanschluss 14 ist ebenfalls als eine Busschiene ausgebildet, indem beispielsweise ein Bauteil, das im Wesentlichen Cu, Al, Fe oder dergleichen enthält, für Verbindungszwecke plattiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist gemäß den 6A, 6D und 6E der negative Elektrodenanschluss 14 ebenfalls an einer Position, welche von dem Harzgussteil 18 bedeckt ist, als zweizinkige Gabel unterteilt. Die beiden Gabelzinken sind mit Abschnitten der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d zwischen Positionen verbunden, wo die Halbleiterchip 10 angeordnet sind, welche die drei Zweige 52, 54, 56 bilden.
  • Der Isolationsfilm 15 ist aus einem plattenförmigen Isolator, der beispielsweise aus einem organischen Harzmaterial, beispielsweise Epoxy, Silikon, Polyimid, Material auf Keramikbasis wie Al2O3, Si3N4, AIN oder Glas ist oder aus einem Mischmaterial, das erhalten wird, in dem Füllstoffe aus beispielsweise einem Keramikmaterial mit dem organischen Harzmaterial gemischt werden. Wenn eine Richtung, in welcher der plattenförmige Leiter 16 von dem Harzgussteil 18 vorsteht, als Vorstehrichtung definiert ist und eine Richtung senkrecht zur Vorstehrichtung als Breitenrichtung definiert ist, wie in 6A gezeigt, hat der Isolationsfilm 15 in Vorstehrichtung und Breitenrichtung größere Abmessung als der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14. Mit anderen Worten, äußere Randabschnitte des positiven Elektrodenanschlusses 13 und des negativen Elektrodenanschlusses 14 liegen innerhalb eines Außenkantenabschnitts des Isolationsfilms 15, und der Isolationsfilm 15 ragt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 nach außen vor. Durch die oben genannte Bemaßung des Isolationsfilms 15 wird eine Kriechstrecke zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 erhalten und die Isolationsspannung wird verbessert.
  • Der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 sind an unterschiedlichen Eckabschnitten ausgeschnitten, um Ausschnittabschnitte zu bilden, und Öffnungsabschnitte sind entsprechend an den Eckabschnitten gegenüberliegend den Ausschnittabschnitten gebildet. Unter Verwendung der Öffnungsabschnitte wird der plattenförmige Leiter 16 mit einem Verbindungsabschnitt eines Verbindungsobjekts (z. B. eines Glättungskondensators) verbunden. Beispielsweise sind ein positivelektrodenseitiger Verbindungsanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss, welche voneinander getrennt sind, um den plattenförmigen Leiter 16 zwischen sich einzuschließen, an dem Verbindungsabschnitt des Verbindungsobjekts vorgesehen, und Ausschnittabschnitte und Öffnungsabschnitte entsprechend den Ausschnittabschnitten und den Öffnungsabschnitten des positiven Elektrodenanschlusses 13 und des negativen Elektrodenanschlusses 14 sind an den jeweiligen Anschlüssen vorgesehen. Sodann wird der plattenförmige Leiter 16 zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss angeordnet, der positive Elektrodenanschluss 13 und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss werden beispielsweise durch eine Schraube in den Öffnungsabschnitten miteinander befestigt, und der negative Elektrodenanschluss 14 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss werden beispielsweise durch eine Schraube in den Öffnungsabschnitten miteinander verbunden. Folglich kann der plattenförmige Leiter 16 elektrisch mit dem Verbindungsabschnitt eines Bauteils verbunden werden, welches als das Verbindungsobjekt dient.
  • Einige der Steueranschlüsse 17 dienen als Signalleitungsanschlüsse, welche verschiedene Signalleitungen, beispielsweise Gateverdrahtungen der Halbleiterschaltelemente 51a-56a, bilden. Beispielsweise sind die Steueranschlüsse 17 über Bonddrähte 22 (5C) aus beispielsweise Au elektrisch mit Kissen verbunden, die mit den Gates der Halbleiterschaltelemente 51a-56a an der Vorderflächenseite der Halbleiterchips 10 gebildet sind. Endabschnitte der Steueranschlüsse 17 entgegengesetzt zu den Halbleiterchips 10 sind frei von dem Harzgussteil 18, um mit der Außenseite über freiliegende Abschnitte verbunden zu sein. In jeder der Figuren sind die Steueranschlüsse 17 als in einem Leadframe-Zustand integriert und als mit der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 integriert beschrieben. Jedoch sind die Steueranschlüsse 17 im Endprodukt unterteilt, so dass die Signalleitungen unabhängig voneinander sind.
  • Das Harzgussteil 18 wird gebildet, indem die oben beschriebenen Bestandteile in ein Gießwerkzeug eingesetzt sind und ein Harz in das Gießwerkzeug gefüllt wird. Das Harzgussteil 18 hat beispielsweise eine viereckige Plattenform. Das Harzgussteil 18 ist aus einem Harz mit Isolationseigenschaften und hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten und einen Elastizitätsmodul, welche niedriger als diejenigen der Leiterteile, beispielsweise der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12, sind. Beispielsweise kann das Harzgussteil 18 hauptsächlich aus Epoxyharz, beispielsweise einem Epoxy oder Silikon, sein. Enden der plattenförmigen Leiter 16, der Steueranschlüsse 17 und der Ausgangsanschlüsse 20a-20c stehen von den Seiten der viereckigen Plattenform des Harzgussteils 18 vor, um elektrisch nach außen hin verbunden zu werden. Weiterhin sind die obere Wärmeabstrahlplatte 11 und die untere Wärmeabstrahlplatte 12 an den Vorder- und Rückflächen der viereckigen Plattenform freiliegend, um Wärme abgeben zu können.
  • Insbesondere sind die oben beschriebenen Bauteile an der Vorderflächenseite der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 im Leadframe-Zustand integriert mit den Steueranschlüssen 17 angeordnet. Mit anderen Worten, die Halbleiterchips 10, der plattenförmige Leiter 16, die Elementrelaiselektroden 19 und die oberen und unteren Zweigrelaiselektroden 21 sind an der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 angeordnet. Dann wird nach elektrischer Verbindung der Halbleiterchips 10 und der Steueranschlüsse 17 mittels Bonddrähten die obere Wärmeabstrahlplatte 11 oberhalb hiervon angeordnet, die Bestandteile werden in diesem Zustand in dem Gusswerkzeug angeordnet und Harz wird in das Gusswerkzeug eingespritzt und vergossen, um das Harzgussteil 18 zu bilden. Das Harzgussteil 18 bedeckt die oben beschriebenen Bauteile mit Ausnahme der Oberflächen der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 und der freiliegenden Abschnitte des plattenförmigen Leiters 16, der Steueranschlüsse 17 und der Ausgangsanschlüsse 20a-20c, um so die Halbleiterchips 10 etc. zu schützen.
  • Mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das Halbleitermodul 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet. In 2A ist das Halbleitermodul 6, bei dem der plattenförmige Leiter 16, die Steueranschlüsse 17 und die Ausgangsanschlüsse 20a-20c geradlinig von den Seiten des Harzgussteils 18 vorstehen, dargestellt. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Wie in 2B gezeigt, können die vorstehenden Steueranschlüsse 17 in einer Richtung senkrecht zur Vorderfläche des Harzgussteils 18 gebogen sein, oder gemäß 2C können der plattenförmige Leiter 16, die Steueranschlüsse 17 und die Ausgangsanschlüsse 20a-20c, welche vorstehen, in Richtungen senkrecht zur Vorderfläche des Harzgussteils 18 gebogen sein. In einem Fall, in dem beispielsweise nur die Steueranschlüsse 17 gebogen sind, können die Steueranschlüsse 17 zu einer Seite entgegengesetzt zum plattenförmigen Leiter 16 gebogen werden. In einem Fall, in dem beispielsweise der plattenförmige Leiter 16, die Steueranschlüsse 17 und die Ausgangsanschlüsse 20a-20c gebogen sind, kann eine Biegerichtung der Steueranschlüsse 17 und eine Biegerichtung von plattenförmigem Leiter 16 und Ausgangsanschlüssen 20a-20c zueinander entgegengesetzt sein. Auf diese Weise lassen sich durch Biegen von plattenförmigem Leiter 16, Steueranschlüssen 17 und Ausgangsanschlüssen 20a-20c Platzeinsparung und Verbesserung der Anordenbarkeit erreichen.
  • Bei dem Halbleitermodul 6 mit obigem Aufbau wird eine positive und negative Elektrodenkurzschlussschleife, welche ein Induktionserzeugungspfad ist, ein Pfad, der in den 5A bis 5D durch die durchgezogenen Pfeile dargestellt ist.
  • Mit anderen Worten, ein elektrischer Strom wird über den positiven Elektrodenanschluss 13 zugeführt, wie in 5D gezeigt, und fließt von dem positiven Elektrodenanschluss 13 zu der unteren Wärmeabstrahlplatte 12, wie in 5B gezeigt. Dann fließt der elektrische Strom von der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a zu jeder der oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c über jeden der Halbleiterchips 10 in den oberen Zweigen 51, 53, 55. Nachfolgend fließt der elektrische Strom von den oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c über die oberen und unteren Zweigrelaiselektroden 21 zu den unteren Wärmeabstrahlplatten 12b-12d, wie in 5C gezeigt. Weiterhin fließt der elektrische Strom durch jeden der Halbleiterchips 10 in den unteren Zweigen 52, 54, 56 zu der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d, wie in den 5A und 5C gezeigt. Dann fließt gemäß den 5A und 5D der elektrische Strom zum negativen Elektrodenanschluss 14. Der elektrische Strom fließt über den oben beschriebenen Pfad. Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Ausführungsform hat der Pfad des elektrischen Stroms von den oberen Zweigen 51, 53, 55 zu den unteren Zweigen 52, 54, 56 die in 5C gezeigte N-Form. Es ist unnötig, zu erwähnen, dass, da die Inverterschaltung 1 einen dreiphasigen Gleichstrom in der Praxis erzeugt, alle Halbleiterschaltelemente 51a-56a für die drei Phasen nicht gleichzeitig eingeschaltet sind. Jedoch fließt eine dl/dt-Änderung, welche in (Gleichung 1) ein Problem ist, in dieser Richtung, was die positiven und negativen Elektroden kurzschließt, und fließt grundsätzlich in dem oben beschriebenen Pfad in jedem Zweig einer ausgewählten Phase.
  • Somit können bei dem Halbleitermodul 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Effekte erhalten werden.
  • Erstens sind in dem Halbleitermodul 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14, welche einen Teil der positivelektrodenseitigen Verdrahtung und der negativelektrodenseitigen Verdrahtung, eingegossen in dem Harzgussteil 18, bilden, in dem plattenförmigen Leiter 16 ausgebildet, der den Parallelleiter bildet. Somit werden Kurzschlussrichtungen, welche den positiven Elektrodenanschluss 13 und den negativen Elektrodenanschluss 14 verbinden, zu entgegengesetzten Richtungen, wie in 5D gezeigt. Somit kann ein Magnetismus-Offset in dem plattenförmigen Leiter 16 erzeugt werden und eine Verringerung der Induktivität lässt sich erzielen.
  • Auf diese Weise tritt der plattenförmige Leiter 16, der aus dem Parallelleiter gebildet ist, in das Harzgussteil 18 ein. Somit kann ein Bereich, der als ein Parallelleiter dient, im Vergleich zu dem Aufbau gemäß der JP 3 793 407 B2 vergrößert werden, wo die positive Elektrodeneingangsbusschiene, welche den positiven Elektrodenanschluss bildet, und die negative Eingangsbusschiene, welche den negativen Elektrodenanschluss bildet, separat aufgeteilt sind und nur der Eingangsanschluss in Verbindung mit der positiven Elektrodeneingangsbusschiene und die negative Elektrodeneingangsbusschiene Parallelleiter sind, welche aus einem Parallelleiter aufgebaut sind. Insbesondere sind bei der vorliegenden Ausführungsform der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 in einer breiten Ebene zueinander entgegengesetzt. Da im Gegensatz hierzu bei dem Aufbau gemäß der JP 3 793 407 B2 der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss zueinander nur an den Seitenflächen entgegengesetzt sind und ein Spalt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss groß ist, wird ein Parallelleiter weniger deutlich erhalten. Somit ist bei dem Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Bereich, der in der Lage ist, einen Magnetismus-Offset zu erzeugen, vergrößerbar und eine weitere Verringerung der Induktivität lässt sich erzielen.
  • Zusätzlich liegen die oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 zueinander entgegengesetzt und weisen in jedem der Zweige 51-56 aufeinander zu. Somit fließt gemäß den 5A bis 5C in jeder der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, der elektrische Strom in entgegengesetzte Richtungen. Wie somit durch die offenen Pfeile in den 5A bis 5C gezeigt, kann ein Magnetismus-Offset erzeugt werden, indem der elektrische Strom in den oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 in entgegengesetzte Richtungen geführt wird. Folglich lässt sich im Inneren des Harzgussteils 18 eine weitere Verringerung der Induktivität zwischen den oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 erreichen.
  • Wie oben beschrieben, entsprechen bei der vorliegenden Ausführungsform eine Anordnungsrichtung der oberen und unteren Zweige 51-56 der jeweiligen Phasen und eine Herausführrichtung des positiven Elektrodenanschlusses 13 und des negativen Elektrodenanschlusses 14 einander, und eine Kurzschlussschleife, in welcher der elektrische Strom in einer N-Form in den oberen und unteren Zweigen 51-56 fließt, wird gebildet.
  • Im Gegensatz hierzu sind beim Aufbau gemäß der JP 3 793 407 B2 eine Anordnungsrichtung der oberen und unteren Zweige der jeweiligen Phasen und eine Herausführrichtung des positiven Elektrodenanschlusses und des negativen Elektrodenanschlusses senkrecht zueinander. Zusätzlich sind die Halbleiterchips, welche die oberen und unteren Zweige bilden, derart angeordnet, dass eine vertikale Anordnung von positiven Elektrodenseiten und negativen Elektrodenseiten zueinander entgegengesetzt ist. Nachdem somit ein elektrischer Strom von der unteren Wärmeabstrahlplatte zur oberen Wärmeabstrahlplatte durch die Halbleiterchips im oberen Zweig geflossen ist, fließt der elektrische Strom zur oberen Wärmeabstrahlplatte im unteren Zweig und fließt zur unteren Wärmeabstrahlplatte durch die Halbleiterchips. Somit wird eine Kurzschlussschleife gebildet, in welcher der elektrische Strom in den oberen und unteren Zweigen in U-Form fließt. Damit ist ein Bereich, der in der Lage ist, einen Magnetismus-Offset zu erzeugen, gering und die Verringerung der Induktivität ist unzureichend.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Ausgestaltungen der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 bezüglich der ersten Ausführungsform geändert und der verbleibende Teil ist ähnlich zur ersten Ausführungsform. Somit wird nur der Teil unterschiedlich zur ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie in 7 gezeigt, sind bei der vorliegenden Ausführungsform zurückspringende Abschnitte 11f, 12f an Außenkantenabschnitten von Oberflächen der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 ausgebildet, welche von dem Harzgussteil 18 vorstehen. In einem Fall, in dem die zurückspringenden Abschnitte 11f, 12f wie oben beschrieben ausgebildet sind, kann das Harzgussteil 18 auch hier eintreten, und die Halteeigenschaften der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 werden verbessert. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform kann somit eine Verformung der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 aufgrund thermischer Belastung weiter begrenzt werden. Da weiterhin eine Belastungsaufbringung auf die Halbleiterchips 10, die zwischen den oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 liegen, weiter eingeschränkt werden kann, kann ein Ablösen der Halbleiterchips 10 und des Bondmaterials begrenzt werden.
  • Weiterhin können durch die zurückspringenden Abschnitte 11f, 12f ein Abstand zwischen den oberen Wärmeabstrahlplatten 11a-11c und der oberen Wärmeabstrahlplatte 11d und ein Abstand zwischen der unteren Wärmeabstrahlplatte 12a und den unteren Wärmeabstrahlplatten 12b-12d erhöht werden. Somit lässt sich eine Kriechstrecke zwischen ihnen erhalten und eine Vergrößerung des gesamten Halbleitermoduls 6 zur Sicherstellung der Kriechstrecke lässt sich vermeiden.
  • In dem oben beschriebenen Aufbau sind die Wärmeabstrahlbereiche der oberen und unteren Wärmeabstrahlplatten 11, 12 verringert. Jedoch müssen die Wärmeabstrahlbereiche nur größer als die Bereiche nach der Wärmediffusion in Vorausgriff darauf sein, dass Wärme, welche von den Halbleiterchips 10 oder den Elementrelaiselektroden 19 übertragen wird, in einem Winkel von 45 Grad abdiffundiert.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ausgestaltung des plattenförmigen Leiters 16 gegenüber der ersten Ausführungsform geändert und die verbleibenden Teile sind ähnlich zur ersten Ausführungsform. Somit wird nur der Teil unterschiedlich zur ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie in 8 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Breite des Isolationsfilms 15 in dem plattenförmigen Leiter 16 größer als bei der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, im Vergleich zu einer Breite eines Abschnitts des Isolationsfilms 15 im plattenförmigen Leiter 16, der in das Harzgussteil 18 eingebettet ist, ist eine Breite eines Abschnitts des Isolationsfilms 15 außerhalb des Harzgussteils 18 größer. Mit anderen Worten, wenn eine Abmessung eines Bereichs des Isolationsfilms 15, der aus dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 in einem Abschnitt des plattenförmigen Leiters 16 vorragt, der in das Harzgussteil 18 eingebettet ist, mit L1 bezeichnet wird und eine Abmessung eines Bereichs des Isolationsfilms 15, von dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 in einem Abschnitt des plattenförmigen Leiters 16 vorragt, der aus dem Harzgussteil 18 vorsteht, mit L2 bezeichnet wird, ist L2 größer als L1. Folglich nimmt die Menge an Isolationsfilm 15, welche von dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 vorsteht, zu und eine Kriechstrecke zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 kann erhalten werden.
  • Obgleich die Breite des Isolationsfilms 15 auch innerhalb des Harzgussteils 18 erhöht werden kann, wird dies ein Behinderungsfaktor für den Harzfluss bei der Harzversiegelung. Somit wird durch Erhöhen der Breite nur außerhalb des Harzgussteils 18 der Harzfluss bei dem Harzversiegeln nicht behindert.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Verbindungskonfigurationen der oberen und unteren Zweige 51-56 und eine Verbindungskonfiguration des plattenförmigen Leiters 16 gegenüber der ersten Ausführungsform geändert, und verbleibende Teile sind ähnlich zur ersten Ausführungsform. Somit wird nur der Teil unterschiedlich zur ersten Ausführungsform beschrieben. Hierbei wird als ein Beispiel eine 2-in-1-Struktur mit nur den oberen und unteren Zweigen 51-52 für eine Phase angenommen. Es versteht sich jedoch, dass die Verbindungskonfigurationen auch bei der 6-in-1-Struktur angewendet werden können, welche in jeder der obigen Ausführungsformen beschrieben wurde.
  • Wie in den 9A und 9B gezeigt, sind bei der vorliegenden Ausführungsform die vertikalen Anordnungen des Halbleiterchips 10, der den oberen Zweig 51 bildet, und des Halbleiterchips 10, der den unteren Zweig 52 bildet, zueinander entgegengesetzt und die obere Wärmeabstrahlplatte 11 der oberen und unteren Zweige 51, 52 ist aus einer Platte gebildet. Mit anderen Worten, im oberen Zweig 51 ist die positive Elektrodenseite des Halbleiterchips 10 (die Rückflächenelektrode des Halbleiterschaltelements 51a und die zweite Elektrode des Gleichrichters 51b) in Richtung der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 angeordnet und die negative Elektrodenseite des Halbleiterchips 10 (die Vorderflächenelektrode des Halbleiterschaltelements 51a und die erste Elektrode des Gleichrichters 51b) liegt in Richtung der oberen Wärmeabstrahlplatte 11. Im unteren Zweig 52 liegt die negative Elektrodenseite des Halbleiterchips 10 (die Vorderflächenelektrode des Halbleiterschaltelements 52a und die erste Elektrode des Gleichrichters 52b) in Richtung der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 und die positive Elektrodenseite des Halbleiterchips (die Rückflächenelektrode des Halbleiterschaltelements 52a und die zweite Elektrode des Gleichrichters 52b) liegt in Richtung der oberen Wärmeabstrahlplatte 11. Zusätzlich ist an einer Position zwischen den beiden Seitenflächen der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 des oberen Zweigs 51 und der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 des unteren Zweigs 52 der plattenförmige Leiter 16 so angeordnet, dass die Dickenrichtung des plattenförmigen Leiters 16 der Normalenrichtung der beiden Seitenflächen entspricht. Dann wird die Seitenfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 des oberen Zweigs 51 mit dem positiven Elektrodenanschluss 13 verbunden, und die Seitenfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 des unteren Zweigs 52 und der negative Elektrodenanschluss 14 werden verbunden.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration wird eine Kurzschlussschleife derart gebildet, dass ein elektrischer Strom in U-Form in den oberen und unteren Zweigen 51, 52 fließt. Obgleich ein Bereich, der in der Lage ist, einen Magnetismus-Offset zu erzeugen, kleiner als bei der ersten Ausführungsform ist, wo die Komponenten so angeordnet sind, dass ein elektrischer Strom in N-Form fließt, kann, da der plattenförmige Leiter 16 in das Innere des Harzgussteils 18 eintritt, eine Verringerung der Induktivität erreicht werden.
  • (Abwandlung der vierten Ausführungsform)
  • Bei der vierten Ausführungsform kann die Form des plattenförmigen Leiters 16 beliebig geändert werden. Beispielsweise kann bei dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14, welche den plattenförmigen Leiter 16 bilden, der als Herausführungsleiter dient, ein Aufbau verwendet werden, bei dem aufeinander zuweisende Flächen eine parallele Beziehung haben und zueinander entgegengesetzte Flächen keine parallele Beziehung haben. Insbesondere können obere Positionen von positivem Elektrodenanschluss 13 und negativem Elektrodenanschluss 14 einen Überstand haben, um an der Vorderfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 zu verhaken.
  • Die Dickenrichtung des plattenförmigen Leiters 16 muss nicht der Normalenrichtung der beiden Seitenflächen der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 entsprechen. Wie beispielsweise in 11A gezeigt, liegt eine Ebene des plattenförmigen Leiters 16 parallel zur Vorderfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12, und die untere Wärmeabstrahlplatte 12 auf Seiten des oberen Zweigs 51 hat eine abgestufte Form. Zusätzlich sind der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 verschoben angeordnet und bilden aufeinander zuweisende Flächen, wobei die verschobenen Abschnitte von dem Isolationsfilm 15 vorstehen. Der positive Elektrodenanschluss 13 wird auf dem abgestuften Abschnitt der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 des oberen Zweigs 51 angeordnet und der negative Elektrodenanschluss 14 auf der Vorderfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte 12. Der oben beschriebene Aufbau kann ebenfalls verwendet werden. Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann gemäß 11B der Abschnitt des plattenförmigen Leiters 16, der von dem Harzgussteil 18 vorsteht, einen Aufbau ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform haben.
  • Obgleich weiterhin ein Fall beschrieben wurde, bei dem das Herausführungsleiterteil vom plattenförmigen Leiter 16 gebildet wird, muss das Herausführungsleiterteil nicht die Plattenform haben, und das Herausführungsleiterteil kann eine Blockform mit größerer Dicke haben.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist gegenüber den ersten bis vierten Ausführungsformen die Konfiguration des plattenförmigen Leiters 16 geändert; verbleibende Teile sind ähnlich zu den ersten bis vierten Ausführungsformen. Somit wird nur der Teil unterschiedlich zu den ersten bis vierten Ausführungsformen beschrieben. Obgleich nachfolgend eine Beschreibung als eine Abwandlung der ersten bis dritten Ausführungsformen erfolgt, kann die vierte Ausführungsform ähnlich modifiziert werden.
  • Wie in 12 gezeigt, kann der positive Elektrodenanschluss 13, der den plattenförmigen Leiter 16 bildet, als ein Teil der oberen Wärmeabstrahlplatte 11 gebildet werden und der negative Elektrodenanschluss 14, der den plattenförmigen Leiter 16 bildet, kann als ein Teil der unteren Wärmeabstrahlplatte 12 gebildet werden. Mit anderen Worten, der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 können mit der oberen oder unteren Wärmeabstrahlplatte 11, 12 in einem Leadframe-Zustand so verbunden werden, dass sie hiervon herausgeführt sind. Wenn die von dem Harzgussteil 18 versiegelten Bauteile angeordnet werden, wird der Isolationsfilm 15 zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 im Leadframe-Zustand angeordnet, und der positive Elektrodenanschluss 13 und der negative Elektrodenanschluss 14 werden miteinander verbunden. Zusätzlich wird durch Ausbilden des Harzgussteils 18 in einem Zustand, in dem ein Spalt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 konstant gehalten wird, das Harzgussteil 18 in den Spalt eingefüllt und der Isolationsfilm 15 kann durch das in den Spalt eingefüllte Harzgussteil 18 ersetzt werden. In diesem Fall lässt sich die Bauteilanzahl verringern.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform wird als ein Anwendungsbeispiel einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Halbleitermodul beschrieben, welches einen dreiphasigen Inverter hat, der beispielsweise einen dreiphasigen Wechselstrommotor betreibt.
  • Der dreiphasige Inverter wird zum Wechselstrombetrieb einer Last, beispielsweise eines dreiphasigen Wechselstrommotors, auf der Grundlage einer Gleichstromenergieversorgung verwendet. Der dreiphasige Inverter enthält Brückenschaltungen für drei Phasen in Form von U-Phase, V-Phase und W-Phase, und jede Brückenschaltung hat eine Konfiguration ähnlich zur Brückenschaltung J3 mit dem oberen und dem unteren Zweig gemäß 22. Das Halbleitermodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist integriert, indem verschiedene Schaltkreiskomponenten und Schaltkreisverdrahtungen, welche die Brückenschaltungen für die drei Phasen bilden, mittels eines Harzes versiegelt werden.
  • Wie in 13 gezeigt, wird ein Halbleitermodul 101 als eine Einheit gebildet, indem verschiedene Schaltkreiskomponenten und Schaltkreisverdrahtungen, welche einen dreiphasigen Wandler bilden, mit einem Harz 102 versiegelt werden. Das Harz 102 hat eine im Wesentlichen viereckige Plattenform. Ein positiver Elektrodenanschluss 103 und ein negativer Elektrodenanschluss 104 der Brückenschaltung dienen als Teil der Schaltungsverdrahtungen und sind so angeordnet, dass sie von einer Seite der im Wesentlichen viereckigen Plattenform vorragen.
  • Der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 sind miteinander verbunden, während sie zwischen sich einen Isolationsfilm 105 in dünner Plattenform einschließen. Der positive Elektrodenanschluss 103, der negative Elektrodenanschluss 104 und der Isolationsfilm 105 sind zusammengefasst, um einen plattenförmigen Leiter 106 zu bilden, d. h. einen Parallelleiter, bei dem der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 parallel verlaufend angeordnet sind. Der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 des Halbleitermoduls 101 mit obigem Aufbau sind jeweils mit einem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und einem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 eines Glättungskondensators 110 verbunden, so dass der Glättungskondensator 110 parallel zu jeder der Brückenschaltungen liegt.
  • Das Halbleitermodul 101 enthält Steueranschlüsse 107, welche mit den Gateelektroden von Halbleiterschaltelementen verbunden sind, welche sich in den Brückenschaltungen befinden, und Ausgangsanschlüsse 108u, 108v, 108w, welche Punkte zwischen dem oberen Zweig und dem unteren Zweig der jeweiligen Phasen und dem dreiphasigen Wechselstrommotor, der die Last ist, verbinden. Die Steueranschlüsse 107 und die Ausgangsanschlüsse 108u, 108v, 108w stehen von dem Harz 102 vor, um elektrisch mit einer externen Schaltung oder der Last, also beispielsweise dem dreiphasigen Wechselstrommotor außerhalb des Harzes 102, verbunden werden zu können.
  • Ein Verbindungsaufbau des Halbleitermoduls 101 und des Glättungskondensators 110 ist konkret wie folgt. Der Verbindungsaufbau wird anhand der 14 bis 17 beschrieben. Obgleich 14 keine Schnittansicht ist, ist 14 teilweise schraffiert, um die Verbindungsstruktur von Halbleitermodul 101 und Glättungskondensator 110 klarer hervorzustellen.
  • Zunächst sei anhand von 13, 14 und der 15A bis 15C der genaue Aufbau eines Verbindungsabschnitts des Halbleitermoduls 101, d. h. genaue Aufbauten von positivem Elektrodenanschluss 103, negativem Elektrodenanschluss 104 und Isolationsfilm 105, beschrieben.
  • Der Verbindungsabschnitt des Halbleitermoduls 101 wird aus dem plattenförmigen Leiter 106 gebildet, der aus dem positiven Elektrodenanschluss 103, dem negativen Elektrodenanschluss 104 und dem Isolationsfilm 105 besteht. Durch Verbindung des plattenförmigen Leiters 106 mit einem Verbindungsabschnitt des Glättungskondensators 110 wird der Verbindungsaufbau von Halbleitermodul 101 und Glättungskondensator 110 gebildet. Nachfolgend ist eine Richtung, in welcher der plattenförmige Leiter 106 von dem Harz 102 vorsteht, als Vorstehrichtung definiert und eine Richtung senkrecht zur Vorstehrichtung ist als Breitenrichtung definiert.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, hat der Isolationsfilm 105 eine größere Abmessung als der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 sowohl in Vorstehrichtung als auch Breitenrichtung, und Außenrandabschnitte des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des negativen Elektrodenanschlusses 104 liegen innerhalb eines Außenrandabschnitts des Isolationsfilms 105. An einem Abschnitt außerhalb des Harzes 102 ist eine Außenform des Isolationsfilms 105 im Wesentlichen eine Viereckform. Der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 haben im Wesentlichen gleiche Breite wie der Isolationsfilm 105 an einer Seite näher zum Harz 102 hin. Wie jedoch in den 15A bis 15C gezeigt, sind an einer Seite entfernt vom Harz 102 Eckabschnitte einer Seite als Ausschnittabschnitte 103a, 104a gebildet, so dass der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 schmäler als der Isolationsfilm 105 sind. Die Ausschnittabschnitte 103a, 104a des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des negativen Elektrodenanschlusses 104 liegen an unterschiedlichen Eckabschnitten einer Vorderkante des plattenförmigen Leiters 106. In Breitenrichtung gesehen sind Abstände von einer Seite des Harzes 102, von der der plattenförmige Leiter 106 vorsteht, zu den Ausschnittabschnitten 103a, 104a im Wesentlichen gleich zueinander.
  • An Abschnitten des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des Isolationsfilms 105 entsprechend dem Ausschnittabschnitt 104a ist ein Öffnungsabschnitt (ein erster Öffnungsabschnitt) 109a gebildet. An Abschnitten des negativen Elektrodenanschlusses 104 und des Isolationsfilms 105 entsprechend dem Ausschnittabschnitt 103a ist ein Öffnungsabschnitt (zweiter Öffnungsabschnitt) 109b gebildet. Obgleich die Öffnungsabschnitte 109a, 109b beliebige Formen haben können, haben in der vorliegenden Ausführungsform die Öffnungsabschnitte 109a, 109b Kreisform. Zusätzlich haben, obgleich die Ausschnittabschnitte 103a, 104b jegliche Ausschnittform haben können, in der vorliegenden Ausführungsform die Ausschnittabschnitte 103a, 104a jeweils Bogenform mittig um die Öffnungsabschnitte 109a, 109b, um von den Öffnungsabschnitten 109a, 109b um einen bestimmten Betrag r oder weiter entfernt zu sein. Somit ist eine gerade Linie, welche die Öffnungsabschnitte 109a, 109b verbindet, welche sich mittig in den Ausschnittabschnitten 103a, 104a mit der Bogenform befinden, parallel zur Seite des Harzes 102, von welchem der plattenförmige Leiter 106 vorsteht, und die Abstände von dieser Seite zu den Öffnungsabschnitten 109a, 109b sind im Wesentlichen zueinander gleich.
  • Nachfolgend wird anhand der 13, 16A und 16B der genauere Aufbau des Verbindungsabschnitts mit dem Glättungskondensator 110, d. h. der genaue Aufbau des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112, beschrieben.
  • Zusätzlich zu dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 hat der Verbindungsabschnitt des Glättungskondensators 110 einen Aufbau mit einem Isolationsabschnitt 113 zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112, wie in den 16A und 16B gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich gemäß den 13 und 16B der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 in einer senkrechten Richtung von einer Oberfläche eines Körpers des Glättungskondensators 110. Vordere Kantenabschnitte des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 sind in einer senkrechten Richtung an Positionen weg von der Oberfläche des Körpers gebogen. Aufgrund dieser gebogenen Struktur können obere und untere Flächen des Halbleitermoduls 101 von einer Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) eingeschlossen werden und die Gesamteinheit kann kompakt gemacht werden.
  • Der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 liegen parallel sowohl an Abschnitten näher zu den Vorderkantenabschnitten als der gebogene Abschnitt und an Abschnitten näher zum Glättungskondensator 110. Der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 bilden auch einen Parallelleiter. An den gebogenen Vorderkantenabschnitten haben der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 Formen entsprechend dem Verbindungsabschnitt des Halbleitermoduls 101.
  • Wie insbesondere in 16A gezeigt, haben an den Vorderkantenabschnitten der Verbindungsabschnitte nahe den gebogenen Abschnitten der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 gleiche Breite (Breite von links nach rechts in der Figur). Zusätzlich haben an Positionen näher zu den Vorderkanten der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 Ausschnittabschnitte 111a, 112a an Eckabschnitten an einer Seite. Die Ausschnittabschnitte 111a, 112a liegen in unterschiedlichen Eckabschnitten der Vorderkanten der Verbindungsabschnitte. In gleicher Richtung wie der Vorstehrichtung sind Abständen von den gebogenen Abschnitten zu den Ausschnittabschnitten 111a, 112a im Wesentlichen zueinander gleich. Genauer gesagt, die Ausschnittabschnitte 111a, 112a liegen entsprechend an Positionen entsprechend den Ausschnittabschnitten 103a, 104a des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des negativen Elektrodenanschlusses 104 im Halbleitermodul 101. Somit passt, wie später beschrieben wird, wenn das Halbleitermodul 101 und der Glättungskondensator 110 verbunden werden, der Ausschnittabschnitt 103a des positiven Elektrodenanschlusses 103 mit dem Ausschnittabschnitt 111a des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 zusammen, und der Ausschnittabschnitt 104a des negativen Elektrodenanschlusses 104 passt mit dem Ausschnittabschnitt 112a des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 zusammen. Zusätzlich passt der Eckabschnitt des positiven Elektrodenanschlusses 103 entgegengesetzt zum Ausschnittabschnitt 103a mit dem Eckabschnitt des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 entgegengesetzt zum Ausschnittabschnitt 111a zusammen, und der Eckabschnitt des negativen Elektrodenanschlusses 104 entgegengesetzt zum Ausschnittabschnitt 104a passt mit dem Eckabschnitt des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 entgegengesetzt zum Ausschnittabschnitt 112a zusammen.
  • An einem Abschnitt des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 entsprechend dem Ausschnittabschnitt 112a ist ein Öffnungsabschnitt (dritter Öffnungsabschnitt) 111b gebildet. An einem Abschnitt des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 entsprechend dem Ausschnittabschnitt 111a ist ein Öffnungsabschnitt (vierter Öffnungsabschnitt) 112b gebildet. Obgleich die Öffnungsabschnitte 111b, 112b beliebige Formen haben können, haben in der vorliegenden Ausführungsform die Öffnungsabschnitte 109a, 109b Kreisform. Weiterhin haben, obgleich die Ausschnittabschnitte 103a, 104b beliebige Ausschnittformen haben können, in der vorliegenden Ausführungsform die Ausschnittabschnitte 111a, 112a jeweils Bogenform mittig um die Öffnungsabschnitte 111b, 112b, um von den Öffnungsabschnitten 111b, 112b um einen bestimmten Betrag r oder mehr entfernt zu sein. Somit ist eine gerade Linie, die die Öffnungsabschnitte 111b, 112b, die mittig der Ausschnittabschnitte 111a, 112a mit Bogenform liegen, verbindet, parallel zu einer Seite, welche von den gebogenen Abschnitten definiert ist, und Abstände von dieser Seite zu Öffnungsabschnitten 111b, 112b sind im Wesentlichen gleich zueinander.
  • Wie noch beschrieben wird, passt somit, wenn das Halbleitermodul 101 und der Glättungskondensator 110 gemäß 14 miteinander verbunden werden, der Öffnungsabschnitt 111b mit dem Öffnungsabschnitt 109a des Halbleitermoduls 101 zusammen und der Öffnungsabschnitt 112b passt mit dem Öffnungsabschnitt 109b des Halbleitermoduls 101 zusammen.
  • Der Isolationsabschnitt 113 erstreckt sich in senkrechter Richtung von der Oberfläche des Körpers des Glättungskondensators 110 aus und liegt zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112, um diese zu isolieren. Obgleich der Isolationsabschnitt 113 so geformt sein kann, dass er in Kontakt mit dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Isolationsabschnitt 113 entfernt von dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112. Durch Anordnen des Isolationsabschnitts 113 entfernt von positivelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 111 und negativelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 112 lässt sich eine Kriechstrecke zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 erhöhen.
  • Obgleich der Isolationsabschnitt 113 eine beliebige Breite (eine Breite von rechts nach links in 16A) haben kann, wird die Breite des Isolationsabschnitts 113 größer als diejenige des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 gemacht, um eine Kriechstrecke an beiden Seiten in Breitenrichtung des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 zu haben. Somit stehen beide Enden in Breitenrichtung des Isolationsabschnitts 113 weiter vor als die beiden Enden in Breitenrichtung von positivelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 111 und negativelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 112. Weiterhin ist es, obgleich der Isolationsabschnitt 113 von der Oberfläche des Glättungskondensators 110 um jeden Betrag vorstehen kann, bevorzugt, dass der Vorstehbetrag 1/2 oder mehr der Kriechstrecke beträgt, welche zwischen positivelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 111 und negativelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 112 notwendig ist. Folglich kann die benötigte Kriechstrecke nur durch den Isolationsabschnitt 113 bereitgestellt werden. Jedoch ist es bevorzugt, wenn der Vorstehbetrag verringert wird, um eine störende Wechselwirkung mit dem Isolationsabschnitt 113 zu verhindern, wenn der plattenförmige Leiter 106 zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 angeordnet wird.
  • Der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111, der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 und der Isolationsabschnitt 113 können jegliche Dicke haben. Jedoch ist zumindest im Verbindungsabschnitt ein Abstand S zwischen aufeinander zuweisenden Flächen von positivelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 111 und negativelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 112 größer als die Dicke des plattenförmigen Leiters 106, d. h. die Summe der Dicken von positivem Elektrodenanschluss 103, negativem Elektrodenanschluss 104 und Isolationsfilm 105. Der Glättungskondensator 105 weist weiterhin einen positiven Elektrodenanschluss 114 für die Energieversorgungsverbindung und einen negativen Elektrodenanschluss 115 für die Energieversorgungsverbindung auf und ist über die Anschlüsse 114, 115 mit der Gleichstromenergieversorgung verbunden.
  • Wenn das Halbleitermodul 101 und der Glättungskondensator 110 unter Verwendung der oben beispielhaft beschriebenen Verbindungsabschnitte verbunden werden, ergibt sich eine Verbindungsstruktur gemäß 17A. Obgleich nachfolgend der Fall beschrieben wird, bei dem ein Schraubenmechanismus mit Bolzen 120, 122 und Muttern 121, 123 zur Verbindung in der Verbindungsstruktur verwendet wird, muss die Verbindung nicht den Schraubenmechanismus benötigen. Beispielsweise kann auch eine Verbindung mittels Hartlöten oder Schweißen verwendet werden. Die Öffnungsabschnitte 109a, 109b, 111b, 112b werden zum Positionieren verwendet, wenn die Leiterteile verbunden werden, und sind mit Blick auf Verwendung der Verschraubung in Kreisform ausgebildet. In einem Fall, bei dem ein Hartlöten oder Schweißen verwendet wird, können jedoch die Öffnungsabschnitte von der Kreisform abweichende Formen haben und die Anzahl der Öffnungsabschnitt kann größer sein. In einem Fall, bei dem ein Schraubenmechanismus verwendet wird, sind darüber hinaus die Formen der Öffnungsabschnitte nicht auf die Kreisform beschränkt, solange eine Verbindung mit dem Schraubenmechanismus durchgeführt werden kann.
  • Der Verbindungsabschnitt des Halbleitermoduls 101 wird in den Verbindungsabschnitt des Glättungskondensators 110 aus einer Richtung gemäß dem Pfeil in 13 eingeführt und die Verbindung erfolgt über die Verschraubung. Folglich lässt sich die Verbindungsstruktur gemäß 17A erhalten.
  • Mit anderen Worten, der plattenförmige Leiter 106 ist zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 eingeschlossen, so dass der positive Elektrodenanschluss 103 in Kontakt mit dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 gerät und der negative Elektrodenanschluss 104 in Kontakt mit dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 gerät. Folglich passt der Ausschnittabschnitt 103a mit dem Ausschnittabschnitt 111a zusammen und der Ausschnittabschnitt 104a passt mit dem Ausschnittabschnitt 112a zusammen. Zusätzlich passt der Öffnungsabschnitt 109a mit dem Öffnungsabschnitt 111b zusammen und der Öffnungsabschnitt 109b passt mit dem Öffnungsabschnitt 112b zusammen. Nachdem gemäß den 17B und 17C ein Außengewindeabschnitt 120a des Bolzens 120 in die Öffnungsabschnitte 109a, 111b eingeführt worden ist, wird der Außengewindeabschnitt 120a in einen Innengewindeabschnitt 121a der Mutter 121 an einer Seite entgegengesetzt zum Schraubenkopf 120b geschraubt, um in einem Zustand angezogen zu werden, in welchem der Isolationsfilm 105, der positive Elektrodenanschluss 103 und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 gestapelt sind. Zusätzlich wird gemäß den 17B und 17C, nachdem ein Außengewindeabschnitt 122a des Bolzens 122 in die Öffnungsabschnitte 109b, 112b eingeführt worden ist, der Außengewindeabschnitt 122a in einen Innengewindeabschnitt 123a der Mutter 123 auf einer Seite entgegengesetzt zum Schraubenkopf 122b eingeschraubt, um in einem Zustand angezogen zu werden, in welchem der Isolationsfilm 105, der negative Elektrodenanschluss 104 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 gestapelt sind. Folglich wird die Verbindungsstruktur derart realisiert, dass der positive Elektrodenanschluss 103 und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 von einem ersten Schraubenmechanismus, gebildet aus Bolzen 120 und Mutter 121, zusammengehalten werden und elektrisch miteinander verbunden sind und der negative Elektrodenanschluss 104 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 von einem zweiten Schraubenmechanismus, gebildet aus Bolzen 122 und Mutter 123, zusammengefügt und elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 können jede Lagebeziehung haben. Mit anderen Worten, die Schraubenköpfe 120b, 122b und die Muttern 121, 123 können an beliebigen Oberflächen sein, welche den plattenförmigen Leiter 106 und den positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 oder den negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 einschließen, und können an Positionen entgegengesetzt zu den Positionen der 17A bis 17C sein. Mit anderen Worten, solange die Kriechstrecke sichergestellt ist, können die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 auf jeder Seite liegen.
  • Die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 können aus leitfähigem Material oder isolierendem Material sein. Wenn die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 aus leitfähigem Material, insbesondere Metall, sind, kann die Anziehkraft erhöht werden.
  • Wenn die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 aus isolierendem Material sind, ist eine kürzeste Distanz L zwischen einem Abschnitt auf positivem Elektrodenpotenzial und einem Abschnitt auf negativem Elektrodenpotenzial unter den Öffnungsabschnitten 109a, 109b zwischen Abschnitten des Ausschnittabschnitts 103a und des negativen Elektrodenanschlusses 104, freiliegend vom Öffnungsabschnitt 109b, sowie Abschnitten des Ausschnittabschnitts 104a und des positiven Elektrodenanschlusses 103, freiliegend vom Öffnungsabschnitt 109a. Der kürzeste Abstand L muss nur länger als eine für die Kriechstrecke notwendige Länge sein.
  • In einem Fall, bei dem die Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 aus leitfähigem Material sind, gehören sie, da sie zu dem positiven Elektrodenpotenzial oder dem negativen Elektrodenpotenzial werden, zur Kriechstrecke. Jedoch sind die Ausschnittabschnitte 103a, 104a, 111a, 112a jeweils entfernt von den entsprechenden Öffnungsabschnitten 109a, 109b, 111b, 112b, und zwar um den bestimmten Betrag r. Mit anderen Worten, die Innendurchmesser der Ausschnittabschnitte 103a, 104a, 111a, 112a werden auf Werte gesetzt, welche größer als der maximale Durchmesser der Schraubenmechanismen sind, sowie unter Berücksichtigung der Kriechstrecke.
  • Somit kann gemäß 17B ein Abstand G von dem Schraubenkopf 120b (oder der Mutter 121) zu einem Konturabschnitt des Ausschnittabschnitts 104a oder des Ausschnittabschnitts 112a gleich oder größer als die Länge sein, welche als Kriechstrecke notwendig ist. Ähnlich kann gemäß 17C ein Abstand G vom Schraubenkopf 122b (oder der Mutter 123) zu einem Konturabschnitt des Ausschnittabschnitts 103a oder des Ausschnittabschnitts 111a gleich oder größer als die Länge sein, die als Kriechstrecke notwendig ist. Da die Ausschnittabschnitte 103a, 104a, 111a, 112a die Bogenformen haben und die Öffnungsabschnitte 109a, 109b, 111b, 112b jeweils mittig der Bogenformen liegen, können die Abstände G minimal gemacht werden und die Bereiche der Leiterteile können vergrößert werden. Da die Querschnittsflächen der Leiterteile und die Kontaktbereiche der Leiterteile erhöht werden können, lässt sich der Verdrahtungswiderstand verringern und die Verbindungsstruktur kann einen größeren elektrischen Strom handhaben.
  • Die Schraubenköpfe 120b, 122b der Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 können polygonale Formen haben, beispielsweise Sechseckform, solange die Kriechstrecke sichergestellt ist. Wenn die Schraubenköpfe 120b, 122b der Bolzen 120, 122 und die Muttern 121, 123 Kreisform haben, können die maximalen Durchmesser von den Mittelachsen der Schraubenmechanismen aus konstant sein. Somit ist in einem Fall, bei dem der Schraubenmechanismus aus leitfähigem Material ist, eine Kreisform zu bevorzugen, da die Kriechstrecke gleichförmig sichergestellt werden kann. Mit anderen Worten, bei einer polygonalen Form nimmt die Kriechstrecke an den Eckabschnitten ab. Somit ist eine Kreisform zu bevorzugen. Insbesondere ist eine Kreisform bevorzugt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 103 und dem Schraubenkopf 120b und zwischen dem negativen Elektrodenanschluss 104 und dem Schraubenkopf 122bm, wo die Kriechstrecke ein wesentlicher Faktor ist. Somit haben bei der vorliegenden Ausführungsform die Schraubenköpfe 120b, 122b Kreisform, und hexagonale Öffnungen, in welche hexagonale Steckschlüssel einsetzbar sind, sind hierin mittig ausgebildet.
  • Mit dem obigen Aufbau wird die Verbindungsstruktur im Halbleitermodul 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet. Auf diese Weise ist der positive Elektrodenanschluss 103 und der negative Elektrodenanschluss 104 im Halbleitermodul 101 aus dem plattenförmigen Leiter 106 als Parallelleiter gebildet, und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 im Glättungskondensator 110 sind ebenfalls als Parallelleiter gebildet. Zusätzlich ist die positivelektrodenseitige Verdrahtung gebildet durch Verbinden des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111, und die negativelektrodenseitige Verbindungsverdrahtung ist gebildet durch Verbinden des negativen Elektrodenanschlusses 104 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112. Somit können bei einem Aufbau, bei dem die Richtung eines elektrischen Stroms, der dem Halbleitermodul 101 über die positivelektrodenseitige Verdrahtung zugeführt wird, und die Richtung eines elektrischen Stroms, der von dem Halbleitermodul 101 durch die negativelektrodenseitige Verdrahtung fließt, entgegengesetzt sind, die positivelektrodenseitige Verdrahtung und die negativelektrodenseitige Verdrahtung aus den Parallelleitern gebildet werden und eine Verringerung der Induktivität kann erhalten werden.
  • In der obigen Struktur, die in der Lage ist, eine Verringerung der Induktivität zu erreichen, sind die Abstände des Verbindungsabschnitts von positivem Elektrodenanschluss 103 und positivelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 111 und des Verbindungsabschnitts (Lage des Schraubenmechanismus) von negativem Elektrodenanschluss 104 und negativelektrodenseitigem Verbindungsanschluss 112 von dem Harz 102 aus im Wesentlichen gleich zueinander. Selbst wenn eine Vibration aufgebracht wird, insbesondere wenn eine starke Vibration beispielsweise beim Einbau in ein Fahrzeug erzeugt wird, wird eine Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbelastung wiederholt an den Verbindungsabschnitten erzeugt und die Belastung wird nicht zu hoch. Mit anderen Worten, da die Abstände der Verbindungsabschnitte vom Harz 102 aus gleich zueinander sind, sind die Ausdehnungs- und Zusammenziehungszustände ähnlich, es gibt keinen Unterschied zwischen den Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbeträgen und es wird keine hohe Belastung erzeugt. Somit kann eine Unterbrechung aufgrund von Ermüdungen unterbunden werden.
  • Somit kann die Verbindungsstruktur des Halbleitermoduls 101 die Zuverlässigkeit der Verbindungsabschnitte von positivem Elektrodenanschluss 103 und negativem Elektrodenanschluss 104 verbessern, wobei die Induktivität verringerbar ist.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur der Halbleiterteile gegenüber der sechsten Ausführungsform geändert und die verbleibenden Teile sind ähnlich zur sechsten Ausführungsform. Somit wird nur ein Teil unterschiedlich zur sechsten Ausführungsform beschrieben.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die Verbindungsstruktur eine größere Kriechstrecke in einem Fall erzielen, bei dem ein Schraubenmechanismus aus leitfähigem Material ist. Mit anderen Worten, in dem Schraubenmechanismus ist ein Isolationsteil 124 entgegengesetzt zu dem Isolationsfilm 105 vom Verbindungsabschnitt der Leiterteile aus angeordnet, um eine Kriechstrecke von dem freiliegenden Abschnitt des Schraubenmechanismus zu den Leiterteilen der nichtverbundenen Seite zu erhöhen. Insbesondere und wie in 18 gezeigt ist in einem Fall, bei dem der positive Elektrodenanschluss 103 und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 mit dem Bolzen 120 und der Mutter 121 befestigt sind, das Isolationsteil 124 auf einer Seite des Schraubenkopfs 120b des Bolzens 120 entgegengesetzt dem Isolationsfilm 105 von dem Verbindungsabschnitt des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 aus angeordnet. Folglich ist eine Kriechstrecke vom Schraubenkopf 120b zum negativen Elektrodenanschluss 104 und zum negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 der nichtverbundenen Seite um die Höhe des Isolationsteils 124 vergrößert. Beispielsweise kann als Isolationsteil 124 ein hohler isolierender Abstandshalter aus einem Harz verwendet werden, der einen Bohrungsabschnitt hat, in welchem der Außengewindeabschnitt 120a, 122a eingesetzt ist.
  • Obgleich in 18 der Abschnitt beschrieben ist, wo der positive Elektrodenanschluss 103 und der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 verbunden sind, versteht sich, dass der Abschnitt, an welchem der negative Elektrodenanschluss 104 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 verbunden sind, ähnlich ist. Ein Fall, bei dem eine Lagebeziehung der Bolzen 120, 122 und der Muttern 121, 123 umgekehrt ist, ist ebenfalls ähnlich.
  • Auf diese Weise kann in einem Fall, bei dem der Schraubenmechanismus aus leitfähigem Material ist, die Kriechstrecke vom freiliegenden Abschnitt des Schraubenmechanismus zu den leitfähigen Teilen der nichtverbundene Seite unter Verwendung des Isolationsteils 124 vergrößert werden.
  • (Achte Ausführungsform)
  • Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verbindungsstruktur unter Verwendung von Schraubenmechanismen gegenüber der sechsten Ausführungsform fester und verbleibende Teile sind ähnlich zur sechsten Ausführungsform. Somit wird nur der Unterschied zur sechsten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie bei der sechsten Ausführungsform beschrieben, können die Verbindungen der Leiterteile unter Verwendung der Schraubenmechanismen durchgeführt werden (vgl. 17A bis 17C). Jedoch erfolgt die Verbindung des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 nur an einem Abschnitt unter Verwendung des ersten Schraubenmechanismus, gebildet durch Bolzen 120 und Mutter 121, und die Verbindung des negativen Elektrodenanschlusses 104 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 wird ebenfalls nur an einem Abschnitt unter Verwendung des zweiten Schraubenmechanismus, gebildet aus Bolzen 122 und Mutter 123, durchgeführt. Somit ist eine Haltekraft durch die Schraubenmechanismen an Positionen entfernt von den Verbindungsabschnitten geschwächt und es besteht die Möglichkeit, dass sich Kontaktflächen der Leiterteile voneinander trennen und ein Kontaktbereich nicht sichergestellt werden kann.
  • Somit werden bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl die Verbindung des positiven Elektrodenanschlusses 103 mit dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 als auch die Verbindung des negativen Elektrodenanschlusses 104 mit dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 unter Verwendung sowohl des ersten Schraubenmechanismus, gebildet aus Bolzen 120 und Mutter 121, als auch des zweiten Schraubenmechanismus, gebildet durch Bolzen 122 und Mutter 123, durchgeführt
  • Genauer gesagt und wie in den 19A bis 19C gezeigt, sind Verstärkungsplatten (erste und zweite Verstärkungsplatten) 125, 126, die den plattenförmigen Leiter 106, die positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und den negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 von beiden Seiten einschließen, und Abstandshalter 127 zwischen den Verstärkungsplatten 125, 126 und dem Isolationsfilm 105 vorgesehen.
  • Die Verstärkungsplatten 125, 126 sind beispielsweise viereckige Platten. In einem Fall, in welchem die Schraubenmechanismen aus leitfähigem Material sind, sind zumindest Kontaktbereiche der Verstärkungsplatten 125, 126 mit den leitfähigen Teilen aus isolierendem Material. In einem Fall, in welchem die Schraubenmechanismen aus einem isolierenden Material sind, sind die Verstärkungsplatten 125, 126 aus leitfähigem Material oder isolierendem Material. Die Verstärkungsplatten 125, 126 haben Öffnungsabschnitte 125a, 125b, 126a, 126b an zwei Positionen entsprechend den Öffnungsabschnitten 109a, 109b, 111b, 112b, und die Außengewindeabschnitte 120a, 122a sind entsprechend eingeführt.
  • Die Abstandshalter 127 sind so angeordnet, dass sie Spalten zwischen den Verstärkungsplatten 125, 126 und dem Isolationsfilm 105 ausfüllen, und haben eine Hohlform mit Bohrungen, durch welche die Außengewindeabschnitte 120a, 122a eingesetzt sind, sowie Dicken entsprechend den Spalten zwischen den Verstärkungsplatten 125, 126 und dem Isolationsfilm 105. Obgleich die Abstandshalter 127 aus entweder leitfähigem Material oder isolierendem Material sein können, ist es unter Berücksichtigung der Kriechstrecke bevorzugt, dass die Abstandshalter 127 aus isolierendem Material sind. Beispielsweise muss die Kriechstrecke vom Verbindungsabschnitt des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 zu der negativelektrodenseitigen Verdrahtung berücksichtigt werden. In diesem Fall ist gemäß 19C die Kriechstrecke eine Strecke Da von den Ausschnittabschnitten 103a, 111a zum Abstandshalter 127 in einem Fall, in dem der Abstandshalter 127 aus leitfähigem Material ist, und die Kriechstrecke ist eine Strecke Db von den Ausschnittabschnitten 103a, 111a zum Öffnungsabschnitt 109b in einem Fall, in dem der Abstandshalter 127 aus isolierendem Material ist, und Da < Db. Somit ist es bevorzugt, unter Berücksichtigung der Kriechstrecke die Abstandshalter 127 aus isolierendem Material zu machen.
  • Unter Verwendung der Verstärkungsplatten 125, 126 und der Abstandshalter 127 mit obiger Ausgestaltung werden die Verstärkungsplatten 125, 126 sowohl durch den Schraubenmechanismus, gebildet aus dem Bolzen 120 und der Mutter 121, als auch den Schraubenmechanismus, gebildet durch den Bolzen 122 und die Mutter 123, eingespannt. Folglich kann die Verbindung des positiven Elektrodenanschlusses 103 und des positivelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 111 und kann die Verbindung des negativen Elektrodenanschlusses 104 und des negativelektrodenseitigen Verbindungsanschlusses 112 unter Verwendung der beiden Schraubenmechanismen durchgeführt werden, die aus Bolzen 120 und Mutter 121 sowie Bolzen 122 und Mutter 123 gebildet sind. Weiterhin können durch Einspannen der gesamten Verstärkungsplatten 125, 126 die Verbindungsabschnitte fest verbunden werden. Folglich können die Verbindungen an den Verbindungsabschnitten fest gemacht werden und die Kontaktbereiche der leitfähigen Teile können sichergestellt werden.
  • (Abwandlung der achten Ausführungsform)
  • In der oben beschriebenen achten Ausführungsform sind die Verstärkungsplatten 125, 126 und die Abstandshalter 127 als unterschiedliche Elemente ausgebildet. Jedoch können gemäß 20 Abschnitte, welche die Abstandshalter 127 bilden, einteilig mit den Verstärkungsplatten 125, 126 gemacht werden. In diesem Fall sind zumindest die Kontaktabschnitte der Verstärkungsplatten 125, 126 und der Abstandshalter 127 mit den leitfähigen Teilen aus isolierendem Material. 20 zeigt einen Schnitt entsprechend 19C.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Obgleich Beispiele der Aufbauten von Halbleitermodul 101 und Glättungskondensator 110 in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurden, sind die oben beschriebenen Aufbauten nur Beispiele und können beliebig geändert werden. Beispielsweise sind der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112, welche vom Glättungskondensator 110 vorstehend ausgebildet sind, in dem oben beschriebenen Aufbau beispielsweise wie in 21 gezeigt gebogen; der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 können auch einfach gerade aus dem Körper des Glättungskondensators 110 herausgeführt werden. Mit anderen Worten, der positivelektrodenseitige Verbindungsanschluss 111 und der negativelektrodenseitige Verbindungsanschluss 112 müssen nur Abschnitte haben, welche der Parallelleiter sind, der sich in einer Richtung parallel zu den Verbindungsabschnitten von positivem Elektrodenanschluss 103 und negativem Elektrodenanschluss 104 erstreckt. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, wenn der Vorstehbetrag des Isolationsabschnitts 113 verringert ist, um eine störende Wechselwirkung des plattenförmigen Leiters 106 und des Isolationsabschnitts 113 zu verhindern, wenn der plattenförmige Leiter 106 zwischen dem positivelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 111 und dem negativelektrodenseitigen Verbindungsanschluss 112 eingeschlossen wird.
  • Obgleich die Materialien der Schraubenmechanismen in den oben beschriebenen Ausführungsformen erläutert wurden, müssen die Materialien der Bolzen 120, 122 und der Muttern 121, 123 nicht die gleichen sein und die gesamten Bolzen 120, 122 müssen nicht aus einem Material sein. Unter Berücksichtigung der Kriechstrecke müssen zumindest Abschnitte in den Schraubenmechanismen, die zu den Ausschnittabschnitten 103a, 104a, 111a, 112a weisen, aus isolierendem Material sein.
  • In den ersten bis dritten und sechsten bis achten Ausführungsformen enthält das Halbleitermodul Brückenschaltungen für drei Phasen aus U-Phase, V-Phase und W-Phase, das heißt, hat die 6-in-1-Struktur, bei der, da die oberen und unteren Zweige für die jeweiligen Phasen vorgesehen sind, sechs Zweige zu einer Gesamtheit zusammengefasst sind; dies ist ein Beispiel. Dies zeigt jedoch nur ein Beispiel, da auch eine 2-in-1-Struktur, bei der nur eine Phase modularisiert ist, oder eine 4-in-1-Struktur, bei der eine Brückenschaltung für zwei Phasen, beispielsweise eine H-Brücken-Schaltung, modularisiert ist, verwendet werden kann. Die vierte Ausführungsform ist ebenfalls nicht auf die 2-in-1-Struktur beschränkt, sondern kann auch eine 6-in-1-Struktur oder eine 4-in-1-Struktur haben.
  • Als Halbleiterschaltelemente 51a-56a, wie sie in den oben beschriebenen Ausführungsformen dargestellt wurden, können beliebige Elemente, beispielsweise IGBTs oder MOSFETs, verwendet werden. Als Gleichrichter 51b-56b können entweder PN-Dioden oder Schottky-Dioden verwendet werden.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist als das Verbindungsobjekt mit dem Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Halbleitermodul 101 der Glättungskondensator 110 als ein Beispiel genommen. Die oben beschriebene Verbindungsstruktur kann jedoch bei jedem anderen Verbindungsobjekt angewendet werden. Beispielsweise kann es den Fall geben, bei dem ein Verdrahtungsteil in Verbindung mit einer Gleichstromenergiequelle als Verbindungsabschnitt, beispielsweise Busschiene, ausgebildet ist.

Claims (8)

  1. Eine Halbleitervorrichtung, aufweisend: einen oberen Zweig (51, 53, 55) und einen unteren Zweig (52, 54, 56), welche jeweils einen Halbleiterchip (10) enthalten, in welchem ein Halbleiterschaltelement (51a-56a) ausgebildet ist, wobei der Halbleiterchip (10) eine Vorderfläche und eine Rückfläche hat; Wärmeabstrahlplatten (11, 12), welche entsprechend an einer Vorderflächenseite oder einer Rückflächenseite des Halbleiterchips (10) sowohl im oberen Zweig (51, 53, 55) als auch im unteren Zweig (52, 54, 56) angeordnet sind; ein Herausführungsleiterteil (16) mit einem Parallelleiter, der einen positiven Elektrodenanschluss (13), einen negativen Elektrodenanschluss (14) und einen Isolationsfilm (15) enthält, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) verbunden ist, welche mit einer positiven Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im oberen Zweig (51, 53, 55) verbunden ist, der negative Elektrodenanschluss (14) mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) verbunden ist, die mit einer negativen Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im unteren Zweig (52, 54, 56) verbunden ist, der Isolationsfilm (15) zwischen dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) angeordnet ist, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14) einander entgegengesetzt angeordnet ist und den Isolationsfilm (15) zwischen sich einschließen; und ein Harzgussteil (18), welches derart ausgebildet ist, dass das Harzgussteil (18) die Halbleiterchips (10) bedeckt, wobei Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten (11, 12) entgegengesetzt zu den Halbleiterchips (10) freiliegen und ein Teil des positiven Elektrodenanschlusses (13) und ein Teil des negativen Elektrodenanschlusses (14) sowie zumindest ein Teil des Parallelleiters in dem Herausführungsleiterteil (16) in das Harzgussteil (18) eintreten, wobei der Isolationsfilm (15) aus einem plattenförmigen Isolator geformt ist, der sich von dem Harzgussteil (18) unterscheidet, wenn eine Richtung, in der der Herausführungsleiterteil (16) von dem Harzgussteil (18) hervorsteht, als eine Vorstehrichtung definiert ist und eine Richtung senkrecht zur Vorstehrichtung als eine Breitenrichtung definiert ist, hat der Isolationsfilm (15) eine größere Abmessung als der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14), äußere Randabschnitte des positiven Elektrodenanschlusses (13) und des negativen Elektrodenanschlusses (14) liegen innerhalb eines Außenkantenabschnitts des Isolationsfilms (13) und der Isolationsfilm (15) ragt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) nach außen vor.
  2. Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmeabstrahlplatten (11, 12) eine obere Wärmeabstrahlplatte (11), die an der Vorderflächenseite der Halbleiterchips (10) angeordnet ist, und eine untere Wärmeabstrahlplatte (12) umfassen, die an der Rückflächenseite der Halbleiterchips (10) angeordnet ist, die obere Wärmeabstrahlplatte (11) des oberen Zweigs (51, 53, 55) und die untere Wärmeabstrahlplatte (12) des unteren Zweigs (52, 54, 56) elektrisch über eine obere und eine untere Zweigrelaiselektrode (21) verbunden sind, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) mit der unteren Wärmeabstrahlplatte (12) des oberen Zweigs (51, 53, 55) verbunden ist und der negative Elektrodenanschluss (14) mit der oberen Wärmeabstrahlplatte (11) des unteren Zweigs (52, 54, 56) verbunden ist, ein elektrischer Strom, der von dem positiven Elektrodenanschluss (13) zu dem negativen Elektrodenanschluss (14) zu einem Zeitpunkt fließt, zu dem eines der Halbleiterschaltelemente (51a-56a) in entweder dem oberen Zweig (51, 53, 55) oder dem unteren Zweig (52, 54, 56) schaltet, durch einen Pfad verläuft, in welchem der elektrische Strom durch den oberen Zweig (51, 53, 55) in der Reihenfolge untere Wärmeabstrahlplatte (12), Halbleiterchip (10) und obere Wärmeabstrahlplatte (11) fließt, dann zu dem unteren Zweig (52, 54, 56) durch die obere und untere Zweigrelaiselektrode (21) fließt, durch den unteren Zweig (52, 54, 56) in der Reihenfolge untere Wärmeabstrahlplatte (12), Halbleiterchip (10) und obere Wärmeabstrahlplatte (11) fließt und dann zu dem negativen Elektrodenanschluss (14) fließt, und in wenigstens einem oder mehreren Abschnitten dieses Pfads der elektrische Strom in einander entgegengesetzten Richtungen fließt.
  3. Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Herausführungsleiterteil aus einem plattenförmigen Leiter (16) gebildet ist, in welchem der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14) in Plattenform ausgebildet sind, wobei der plattenförmige Leiter (16) von dem Harzgussteil (18) in einer Richtung vorsteht, welche gleich einer Anordnungsrichtung von oberem Zweig (51, 53, 55) und unterem Zweig (52, 54, 56) ist, in dem plattenförmigen Leiter (16) der Isolationsfilm (15) größer als der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14) ist, so dass der Isolationsfilm (15) von dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) vorsteht, der Betrag, um welchen der Isolationsfilm (15) von dem positiven Elektrodenanschluss (13) und dem negativen Elektrodenanschluss (14) vorsteht, an einem Abschnitt des plattenförmigen Leiters (16), der von dem Harzgussteil (18) vorsteht und freiliegt, größer ist im Vergleich zu einem Abschnitt des plattenförmigen Leiters (16), der von dem Harzgussteil (18) bedeckt ist.
  4. Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmeabstrahlplatten (11, 12) eine obere Wärmeabstrahlplatte (11), die an der Vorderflächenseite der Halbleiterchips (10) angeordnet ist, und eine untere Wärmeabstrahlplatte (12) aufweisen, die an der Rückflächenseite der Halbleiterchips (10) angeordnet ist, die obere Wärmeabstrahlplatte (11) des oberen Zweigs (51, 53, 55) und die obere Wärmeabstrahlplatte (11) des unteren Zweigs (52, 54, 56) miteinander verbunden sind, wobei das Herausführungsleiterteil zwischen einer Seitenfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte (12) des oberen Zweigs (51, 53, 55) und einer Seitenfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte (12) des unteren Zweigs (52, 54, 56) angeordnet ist, der positive Elektrodenanschluss (13) mit der Seitenfläche der unteren Wärmeabstrahlplatte (12) des oberen Zweigs (51, 53, 55) verbunden ist und der negative Elektrodenanschluss (14) mit der Seitenfläche des unteren Wärmeabstrahlplatte (12) des unteren Zweigs (52, 54, 56) verbunden ist, und ein elektrischer Strom, der vom positiven Elektrodenanschluss (13) zum negativen Elektrodenanschluss (14) zu einem Zeitpunkt fließt, zu dem eines der Halbleiterschaltelemente (51a-56a) in entweder dem oberen Zweig (51, 53, 55) oder dem unteren Zweig (52, 54, 56) schaltet, durch einen Pfad fließt, in welchem der elektrische Strom durch den oberen Zweig (51, 53, 55) in der Reihenfolge untere Wärmeabstrahlplatte (12), Halbleiterchip (10) und obere Wärmeabstrahlplatte (11) fließt, dann durch den unteren Zweig (52, 54, 56) in der Reihenfolge untere Wärmeabstrahlplatte (12), Halbleiterchip (10) und obere Wärmeabstrahlplatte (11) fließt und dann zu dem negativen Elektrodenanschluss (14) fließt.
  5. Die Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei vertiefte Abschnitte (11f, 12f) an Außenkantenabschnitten von den Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten (11, 12) gegenüber dem Halbleiterchip (10) vorgesehen sind, welche frei von dem Harzgussteil (18) sind, wobei die vertieften Abschnitte (11f, 12f) vom Harzgussteil (18) bedeckt sind.
  6. Die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei Bereiche der Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten (11, 12), welche frei von dem Harzgussteil sind und zwischen den vertieften Abschnitten (11f, 12f) liegen, größer sind als Bereiche der Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten (11, 12) gegenüber dem Halbleiterchip (10) nach einer Wärmediffusion, die sich aus der Summe der Bereiche der Halbleiterchips (10) und der Bereiche für Wärmediffusion zusammensetzen, wenn Wärme von den Halbleiterchips (10) unter einem Winkel von 45 Grad abdiffundiert.
  7. Die Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) und der negative Elektrodenanschluss (14) separat von den Wärmeabstrahlplatten (11, 12) gebildet sind.
  8. Die Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der positive Elektrodenanschluss (13) einteilig mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) ausgebildet ist, welche mit der positiven Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im oberen Zweig (51, 53, 55) verbunden ist, und der negative Elektrodenanschluss (14) einteilig mit der Wärmeabstrahlplatte (11, 12) ausgebildet ist, die mit der negativen Elektrodenseite des Halbleiterchips (10) im unteren Zweig (52, 54, 56) verbunden ist.
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