DE112013007122T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Basisplatte und eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen, die auf der Basisplatte ausgebildet ist, sind vorgesehen. Jede der Bauelementstrukturen weist ein auf der Basisplatte fixiertes, isolierendes Substrat, ein auf dem isolierenden Substrat geformtes Metallmuster, ein elektrisch mit dem Metallmuster verbundenes Halbleiterelement und eine Hauptelektrode auf, die ein oberes Endteil, das zu der Außenseite exponiert ist, und ein unteres Endteil, das mit einem Umfangsteil des Metallmusters am nächsten zu einer äußeren Kante der Basisplatte verbunden ist, aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung zur Verwendung zum Beispiel in elektrischen Eisenbahnen und Windenergieerzeugungssystemen.
  • Hintergrund
  • Eine Halbleitervorrichtung wie ein Modul mit einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) wird zum Beispiel für eine elektrische Leistungssteuerung in einem Motor verwendet. Patentliteratur 1 offenbart eine Halbleitervorrichtung, die ein Halbleiterelement wie einen IGBT aufweist. Diese Halbleitervorrichtung weist eine Hauptelektrode auf, die mit einem Metallmuster verbunden ist, welches elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Offengelegtes, japanisches Patent Nr. 2012-64609
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In einigen Fällen sind das Metallmuster und die Hauptelektrode zum Beispiel unter Verwendung eines Lötmittels miteinander verbunden. Zu der Zeit eines Einschaltens, d. h. eines Bewirkens, dass ein Hauptstrom durch die Halbleitervorrichtung fließt, zu der Zeit eines Beibehaltens eines stetigen Flusses des Hauptstroms und zu der Zeit eines Ausschaltens, d. h. eines Abschaltens des Hauptstroms, wird verlorene Energie in dem Halbleiterelement zu thermischer Energie, die einen Temperaturanstieg der Halbleitervorrichtung verursacht.
  • Wenn die Halbleitervorrichtung während einer langen Zeitdauer nicht erregt wird, sinkt die Temperatur der Halbleitervorrichtung auf eine äußere Umgebungstemperatur ab (niedrige Temperatur). Mit einer Wiederholung eines Wechsels zwischen einem Hochtemperaturzustand und einem Niedrigtemperaturzustand, werden Teile in der Halbleitervorrichtung wiederholt thermisch expandiert und kontrahiert. Es besteht ein Problem, dass die Verbindung zwischen dem Metallmuster und der Hauptelektrode durch diese thermische Expansion und Kontraktion verschlechtert wird. Es besteht ein Problem, dass sich die Hauptelektrode mit fortschreitender Verschlechterung von dem Metallmuster. löst.
  • Die vorliegende Erfindung ist geschaffen worden, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine Verschlechterung der Verbindung zwischen dem Metallmuster und der Hauptelektrode zu verhindern.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung gestellt, die eine Basisplatte und eine Mehrzahl von auf der Basisplatte ausgebildeten Bauelementstrukturen aufweist. Jede der Bauelementstrukturen weist ein auf der Basisplatte fixiertes, isolierendes Substrat, ein auf dem isolierenden Substrat ausgebildetes Metallmuster, ein elektrisch mit dem Metallmuster verbundenes Halbleiterelement und eine Hauptelektrode auf, die ein oberes Endteil, das zu der Außenseite exponiert ist, und ein unteres Endteil, das mit einem Umfangsteil des Metallmusters am nächsten an einer äußeren Kante der Basisplatte verbunden ist, aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung gestellt, die eine in einer Draufsicht rechteckig geformte Basisplatte aufweist, und die eine Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen, die entlang einer ersten Seite ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen, die entlang einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen, die auf der Basisplatte ausgebildet sind, aufweist. Jede der Bauelementstrukturen weist ein auf der Basisplatte fixiertes isolierendes Substrat, ein auf dem isolierenden Substrat ausgebildetes Metallmuster, ein elektrisch mit dem Metallmuster verbundenes Halbleiterelement und eine Hauptelektrode auf, die ein oberes Endteil, das zu der Außenseite exponiert ist, und ein unteres Endteil, das mit dem Metallmuster verbunden ist, aufweist. Jedes der unteren Endteile ist näher an der ersten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der ersten Seite in Richtung der zweiten Seite um ¼ des Abstands von der ersten Seite zu der zweiten Seite definiert ist, oder näher an der zweiten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der zweiten Seite in Richtung der ersten Seite um ¼ des Abstands von der zweiten Seite zu der ersten Seite definiert ist, angeordnet.
  • Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erklärt.
  • Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
  • Gemäß dieser Erfindung kann eine Verschlechterung der Verbindung zwischen dem Metallmuster und der Hauptelektrode verhindert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Draufsicht der internen Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten.
  • 3 ist eine Draufsicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten.
  • 4 ist eine Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine Draufsicht der internen Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vergleichenden Beispiel.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten in dem vergleichenden Beispiel.
  • 7 ist eine Draufsicht der Hauptelektroden und anderer Komponenten in dem vergleichenden Beispiel.
  • 8 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Hauptelektrode und anderer Komponenten gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Hauptelektrode und anderer Komponenten gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Komponenten, die identisch sind oder zueinander korrespondieren, erhalten die gleichen Bezugszeichen, und eine wiederholte Beschreibung derselben ist in einigen Fällen weggelassen.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Draufsicht der internen Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1. Diese Halbleitervorrichtung ist mit einer Basisplatte 10 versehen. Die Basisplatte 10 ist zum Beispiel in einer Draufsicht rechteckig geformt. Eine Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 ist in der Basisplatte 10 entlang einer ersten Seite 10a der Basisplatte 10 ausgebildet. Eine Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 ist auch in der Basisplatte 10 entlang einer zweiten Seite 10b der Basisplatte 10 gegenüber der ersten Seite 10a ausgebildet.
  • Eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen ist auf der Basisplatte 10 ausgebildet. Die Mehrzahl von Bauelementstrukturen weist drei erste Bauelementstrukturen 16, 60 und 70 und drei zweite Bauelementstrukturen 18, 80 und 90 auf. Die drei ersten Bauelementstrukturen 16, 60 und 70 sind näher an und entlang der ersten Seite 10a der Basisplatte 10 ausgebildet. Die drei zweiten Bauelementstrukturen 18, 80 und 90 sind näher an und entlang der zweiten Seite 10b der Basisplatte 10 ausgebildet. Die drei ersten Bauelementstrukturen 16, 60 und 70 und die drei zweiten Bauelementstrukturen 18, 80 und 90 sind über eine imaginäre Linie, die sich zwischen der ersten Seite 10a und der zweiten Seite 10b und parallel dazu erstreckt, bilateral symmetrisch.
  • Die ersten Bauelementstrukturen werden zuerst beschrieben. Die drei ersten Bauelementstrukturen 16, 60 und 70 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend für die erste Bauelementstruktur 16 gegeben. Die erste Bauelementstruktur 16 weist ein isolierendes Substrat 20 auf, das auf der Basisplatte 10 fixiert ist. Ein erstes Metallmuster 22 und ein zweites Metallmuster 24, das von dem ersten Metallmuster 22 isoliert ist, sind auf dem isolierenden Substrat 20 geformt. Sowohl das erste Metallmuster 22 als auch das zweite Metallmuster 24 ist zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium geformt. Die Länge des zweiten Metallmusters 24 entlang der Richtung, in welcher ein Hauptstrom fließt, ist größer als zweimal die Breite des zweiten Metallmusters 24.
  • Die erste Bauelementstruktur 16 ist mit vier IGBTs 26 und vier Dioden 28 versehen. Jeder IGBT 26 weist einen Emitter in seiner vorderseitigen Oberfläche und einen Kollektor in seiner rückseitigen Oberfläche auf. Jede Diode 28 weist eine Anode in ihrer vorderseitigen Oberfläche und eine Kathode in ihrer rückseitigen Oberfläche auf. Der Kollektor des IGBT 26 und die Kathode der Diode 28 sind mit dem ersten Metallmuster 22 verbunden. Diese Verbindung ist zum Beispiel mit Hilfe eines Lötmittels hergestellt. Der Emitter des IGBT 26 und die Anode der Diode 28 sind durch Drähte 30, die zum Beispiel aus Aluminium geformt sind, elektrisch mit dem zweiten Metallmuster 24 verbunden.
  • Ein erstes unteres Endteil 32 einer ersten Hauptelektrode ist mit dem ersten Metallmuster 22 verbunden. Ein erstes unteres Endteil 34 einer zweiten Hauptelektrode ist mit dem zweiten Metallmuster 24 verbunden. Zur Vereinfachung einer Beschreibung sind andere Teile der ersten und zweiten Hauptelektroden als die unteren Endteile in 1 weggelassen.
  • Anschließend werden die zweiten Bauelementstrukturen beschrieben. Die drei zweiten Bauelementstrukturen 18, 80 und 90 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend für die zweite Bauelementstruktur 18 gegeben. Die zweite Bauelementstruktur 18 weist ein auf der Basisplatte 10 fixiertes isolierendes Substrat 40 auf. Ein erstes Metallmuster 42 und ein zweites Metallmuster 44, das von dem ersten Metallmuster 42 isoliert ist, sind auf dem isolierenden Substrat 40 geformt. Sowohl das erste Metallmuster 42 als auch das zweite Metallmuster 44 ist zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium geformt.
  • Die zweite Bauelementstruktur 18 ist mit vier IGBTs 46 und vier Dioden 48 versehen. Die IGBTs 46 und die Dioden 48 sind die gleichen wie die vorstehend beschriebenen IGBTs 26 und Dioden 28. Der Kollektor des IGBT 46 und die Kathode der Diode 48 sind mit dem ersten Metallmuster 42 verbunden. Diese Verbindung ist zum Beispiel mit Hilfe eines Lötmittels hergestellt. Der Emitter des IGBT 46 und die Anode der Diode 48 sind zum Beispiel durch Drähte 50, die aus Aluminium geformt sind, elektrisch mit dem zweiten Metallmuster 44 verbunden.
  • Ein zweites unteres Endteil 52 der ersten Hauptelektrode ist mit dem ersten Metallmuster 42 verbunden. Ein zweites unteres Endteil 54 der zweiten Hauptelektrode ist mit dem zweiten Metallmuster 44 verbunden. Die zweite Bauelementstruktur 18 weist den vorstehend beschriebenen Aufbau auf. In 1 und anderen nachfolgenden Figuren sind Verdrahtungen für Versorgungsspannungen zu den Gates der IGBTs 26 und 46, Emittersensor-Zusatzelektroden, Gate-Zusatzelektroden, Kollektorsensor-Zusatzelektroden und andere Teile, die in der wirklichen Halbleitervorrichtung vorgesehen sind, weggelassen.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die erste Bauelementstruktur 60 erste untere Endteile 62 und 64 auf. Die erste Bauelementstruktur 70 weist erste untere Endteile 72 und 74 auf. Die zweite Bauelementstruktur 80 weist zweite untere Endteile 82 und 84 auf. Die zweite Bauelementstruktur 90 weist zweite untere Endteils 92 und 94 auf. Die ersten unteren Endteile 32, 34, 62, 64, 72 und 74 sind entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 angeordnet. Die zweiten unteren Endteile 52, 54, 82, 84, 92 und 94 sind entlang der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 angeordnet.
  • Die ersten unteren Endteile 32, 34, 62, 64, 72 und 74 sind näher an der ersten Seite 10a angeordnet als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der ersten Seite 10a in Richtung der zweiten Seite 10b um ¼ des Abstands von der ersten Seite 10a zu der zweiten Seite 10b definiert ist. Diese Position wird als eine Erstseitenposition bezeichnet. Demgegenüber sind die zweiten unteren Endteile 52, 54, 82, 84, 92 und 94 näher an der zweiten Seite 10b angeordnet als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der zweiten Seite 10b in Richtung der ersten Seite 10a um ¼ des Abstands von der zweiten Seite 10b zu der ersten Seite 10a definiert ist. Diese Position wird als eine Zweitseitenposition bezeichnet. Entsprechend befindet sich jedes der unteren Endteile (jedes der ersten unteren Endteile 32, 34, 62, 64, 72 und 74 und der zweiten unteren Endteile 52, 54, 82, 84, 92 und 94) an der Erstseitenposition oder der Zweitseitenposition.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten. In 2 sind eine erste Hauptelektrode 100 und eine zweite Hauptelektrode 110 dargestellt. Ein oberes Endteil 102 der ersten Hauptelektrode 100 ist ein Teil, das zu der Außenseite exponiert ist. Die erste Hauptelektrode 100 weist das erste untere Endteil 32 und das zweite untere Endteil 52 auf. Das erste untere Endteil 32 und das zweite untere Endteil 52 sind jeweils zum Beispiel mit Hilfe eines Lötmittels mit dem ersten Metallmuster 22 und dem ersten Metallmuster 42 verbunden. Die erste Hauptelektrode 100 fungiert als eine Kollektorhauptelektrode.
  • Ein oberes Endteil 112 der zweiten Hauptelektrode 110 ist ein zu der Außenseite exponiertes Teil. Die zweite Hauptelektrode 110 weist das erste untere Endteil 34 und das zweite untere Endteil 54 auf. Das erste untere Endteil 34 und das zweite untere Endteil 54 sind jeweils zum Beispiel mit Hilfe eines Lötmittels mit dem zweiten Metallmuster 24 und dem zweiten Metallmuster 44 verbunden. Die zweite Hauptelektrode 110 fungiert als eine Emitterhauptelektrode.
  • Somit teilen die erste Bauelementstruktur 16 und die zweite Bauelementstruktur 18 eine erste Hauptelektrode 100. Die erste Bauelementstruktur 16 und die zweite Bauelementstruktur 18 teilen auch eine zweite Hauptelektrode 110. Ähnlich teilen die erste Bauelementstruktur 60 und die zweite Bauelementstruktur 80 eine erste Hauptelektrode und eine zweite Hauptelektrode. Auch die erste Bauelementstruktur 70 und die zweite Bauelementstruktur 90 teilen eine erste Hauptelektrode und eine zweite Hauptelektrode.
  • 3 ist eine Draufsicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten. Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist mit Hauptelektroden versehen: ersten Hauptelektroden 100, 120 und 140 und zweiten Hauptelektroden 110, 130 und 150. Jedes der unteren Endteile ist mit einem Umfangsteil des Metallmusters (als erstes Metallmuster oder zweites Metallmuster gekennzeichnet) am nächsten zu der äußeren Kante der Basisplatte 10 (an einigen nachfolgenden Stellen einfach als ”Umfangsteil” bezeichnet) verbunden.
  • 4 ist eine Seitenansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Schrauben 160 sind durch die Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 und die Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 geführt. Die rückseitige Oberfläche der Basisplatte 10 wird durch die Schrauben in thermischem Kontakt mit einem Kühlkörper 162 gehalten (verbunden). Fett kann zwischen der Basisplatte 10 und dem Kühlkörper 162 vorgesehen sein. Die Mehrzahl von Bauelementstrukturen ist mit einem Gehäuse 164 auf der Basisplatte 10 abgedeckt. Die oberen Endteile 102 und 112 der Hauptelektroden sind von einer oberen Oberfläche des Gehäuses 164 exponiert.
  • Ein vergleichendes Beispiel wird nachfolgend vor einer Beschreibung der Bedeutung der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 ist eine Draufsicht der internen Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vergleichenden Beispiel. Drei obere Bauelementstrukturen 200, 220 und 230 sind näher an und entlang einer ersten Seite 10a einer Basisplatte 10 ausgebildet. Drei untere Bauelementstrukturen 240, 260 und 270 sind näher an und entlang einer zweiten Seite 10b der Basisplatte 10 ausgebildet. Dazwischenliegende Bauelementstrukturen 280, 290 und 300 sind zwischen den oberen Bauelementstrukturen 200, 220 und 230 und unteren Bauelementstrukturen 240, 260 und 270 auf der Basisplatte 10 ausgebildet.
  • Die drei oberen Bauelementstrukturen 200, 220 und 230 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend von der oberen Bauelementstruktur 200 gegeben. Die obere Bauelementstruktur 200 weist ein isolierendes Substrat 202 auf. Ein Metallmuster 204 ist auf dem isolierenden Substrat 202 geformt. Der Kollektor eines IGBT 206 und die Kathode einer Diode 208 sind zum Beispiel durch ein Lötmittel mit dem Metallmuster 204 verbunden. Ein erstes unteres Endteil 210 einer ersten Hauptelektrode ist zum Beispiel durch ein Lötmittel mit dem Metallmuster 204 verbunden.
  • Die drei unteren Bauelementstrukturen 240, 260 und 270 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend von der unteren Bauelementstruktur 240 gegeben. Die untere Bauelementstruktur 240 weist ein isolierendes Substrat 242 auf. Ein Metallmuster 244 ist auf dem isolierenden Substrat 242 geformt. Der Kollektor eines IGBT 246 und die Kathode einer Diode 248 sind zum Beispiel durch ein Lötmittel mit dem Metallmuster 244 verbunden. Ein zweites unteres Endteil 250 der ersten Hauptelektrode ist zum Beispiel durch ein Lötmittel mit dem Metallmuster 244 verbunden.
  • Die drei dazwischenliegenden Bauelementstrukturen 280, 290 und 300 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend von der dazwischenliegenden Bauelementstruktur 280 gegeben. Die dazwischenliegende Bauelementstruktur 280 weist ein isolierendes Substrat 282 auf. Ein Metallmuster 284 ist auf dem isolierenden Substrat 282 geformt. Die Emitter der IGBTs 206 und 246 und die Anoden der Dioden 208 und 248 sind durch Drähte elektrisch mit dem Metallmuster 284 verbunden. Ein unteres Endteil 286 einer zweiten Hauptelektrode ist zum Beispiel durch ein Lötmittel mit dem Metallmuster 284 verbunden.
  • Wie aus 5 ersichtlich ist, ist das erste untere Endteil 210 nicht mit einem Umfangsteil verbunden, das ein Teil des Metallmusters 204 ist, welches am nächsten an der äußeren Kante der Basisplatte 10 liegt. Das zweite untere Endteil 250 ist nicht mit einem Umfangsteil verbunden, das ein Teil des Metallmusters 244 ist, welches am nächsten an der äußeren Kante der Basisplatte 10 liegt. Da das untere Endteil 286 an einer Position zwischen der ersten Seite 10a und der zweiten Seite 10b ausgebildet ist, befindet es sich nicht an der Erstseitenposition oder an der Zweitseitenposition.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten in dem vergleichenden Beispiel. In 6 sind eine erste Hauptelektrode 310 und eine zweite Hauptelektrode 320 dargestellt. Was eine Länge in einer Richtung von der ersten Seite 10a in Richtung der zweiten Seite 10b (als ”Länge der querlaufenden Richtung” bezeichnet) betrifft, ist die erste Hauptelektrode 310 kürzer als die vorstehend beschriebene erste Hauptelektrode 100. Auch die Länge der querlaufenden Richtung der zweiten Hauptelektrode 320 ist kürzer als die Länge der querlaufenden Richtung der vorstehend beschriebenen zweiten Hauptelektrode 110. 7 ist eine Draufsicht der Hauptelektroden und anderer Komponenten in dem vergleichenden Beispiel. Die Halbleitervorrichtung in dem vergleichenden Beispiel weist den vorstehend beschriebenen Aufbau auf.
  • Der Umfang einer Wärmeableitung an einer Position nahe der äußeren Kante der Basisplatte 10 ist größer als der Umfang einer Wärmeableitung an einer zentralen Position der Basisplatte 10. In der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist jedes der unteren Endteile der Hauptelektroden mit einem Umfangsteil des Metallmusters am nächsten an der äußeren Kante der Basisplatte 10 verbunden. Eine Verschlechterung der Verbindungen zwischen dem Metallmuster und den Hauptelektroden (im Folgenden einfach als ”Verbindung” bezeichnet) kann deshalb durch Erhöhen des Umfangs einer Wärmeableitung an den Verbindungen verhindert werden.
  • In dem Fall des vergleichenden Beispiels besteht eine Möglichkeit, dass ein Anordnen der Verbindung der dazwischenliegenden Bauelementstruktur in der Umgebung der äußeren Kante der Basisplatte aufgrund des Vorhandenseins der dazwischenliegenden Bauelementstruktur zwischen der oberen Bauelementstruktur und der unteren Bauelementstruktur fehlschlägt. In der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist jedoch das zweite Metallmuster 24 in der ersten Bauelementstruktur 16 vorgesehen, und das zweite Metallmuster 44 ist in der zweiten Bauelementstruktur 18 vorgesehen, wodurch die Notwendigkeit für die dazwischenliegende Bauelementstruktur in dem vergleichenden Beispiel eliminiert wird. Als ein Ergebnis können alle Verbindungen in der Umgebung der äußeren Kante der Basisplatte angeordnet werden.
  • Die Basisplatte 10 und der Kühlkörper 162 sind mit den Schrauben 160, die in die Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 und die Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 eingeführt sind, miteinander verbunden. Deshalb wird der Teil der Basisplatte 10 entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 oder der Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 14 stark gegen den Kühlkörper 162 gepresst. Als ein Ergebnis ist der Umfang einer Wärmeableitung von dem Teil der Basisplatte 10 entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 oder der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 größer als der von einem zentralen Teil der Basisplatte 10.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung sind alle unteren Endteile (Verbindungen) der Hauptelektroden entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 oder der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 angeordnet. Eine Verschlechterung der Verbindungen kann deshalb durch Erhöhen des Umfangs einer Wärmeableitung durch den Kühlkörper 162 an den Verbindungen verhindert werden. Hinsichtlich des Herstellens eines ausreichend hohen Umfangs einer Wärmeableitung an den Verbindungen durch den Kühlkörper 162 ist bevorzugt, dass sich jede der Verbindungen (alle unteren Endteile) an der Erstseitenposition oder an der Zweitseitenposition befindet.
  • Die maximalen Temperaturen der Verbindungen können durch Vorsehen der Verbindungen näher an der äußeren Kante der Basisplatte 10 und durch Anordnen der Verbindungen entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 oder der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14 auf die vorstehend beschriebene Weise verringert werden. Der thermische Lebenszyklus der Halbleitervorrichtung (die Zeitdauer von einem Beginn einer Verwendung der Halbleitervorrichtung bis zu einer Abtrennung einiger der Hauptelektroden von dem Metallmuster) kann deshalb verlängert werden.
  • Jede der Hauptelektroden gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung weist das erste untere Endteil, das mit dem Umfangsteil der ersten Bauelementstruktur auf der ersten Seite 10a verbunden ist, und das zweite untere Endteil, das mit dem Umfangsteil der zweiten Bauelementstruktur auf der zweiten Seite 10b verbunden ist, auf. Entsprechend sind alle Hauptelektroden gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in der Länge der querlaufenden Richtung länger als die Hauptelektroden in dem vergleichenden Beispiel. Die Hauptelektroden, die in der Länge der querlaufenden Richtung länger sind, können einen Federeffekt aufweisen und eine Beanspruchung in den Verbindungen reduzieren, wenn Komponententeile der Halbleitervorrichtung thermisch expandiert oder kontrahiert werden. Eine Verschlechterung der Verbindungen kann deshalb verhindert werden.
  • In der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung weist die Mehrzahl von Bauelementstrukturen die drei ersten Bauelementstrukturen 16, 60 und 70 und die drei zweiten Bauelementstrukturen 18, 80 und 90 auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der interne Aufbau der Bauelementstrukturen und die Anzahl von Bauelementstrukturen sind nicht beschränkt, solange eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen vorgesehen ist, die untere Endteile von Hauptelektroden aufweisen, welche mit Umfangsbereichen verbunden sind.
  • Hinsichtlich einer Vereinheitlichung der Zuverlässigkeit von einer Verbindung zu einer anderen Verbindung ist bevorzugt, dass in jeder Bauelementstruktur das untere Endteil jeder Hauptelektrode mit einem äußeren Umfangsteil verbunden ist, und dass im Hinblick auf alle Verbindungen die Abstände von der äußeren Kante der Basisplatte 10 zu den Verbindungen gleich sind.
  • Das signifikante Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in dem Vorsehen einer Mehrzahl von Bauelementstrukturen, die untere Endteile von Hauptelektroden aufweisen, die mit Umfangsteilen verbunden sind. Von diesem Merkmal sind, wenn ein ausreichend hoher Umfang einer Wärmeableitung von den Verbindungen erreicht werden kann, ein Anordnen der Verbindungen entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen 12 oder der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen 14, ein Anordnen jeder Verbindung an der Erstseitenposition oder der Zweitseitenposition und ein Erhöhen der Länge der querlaufenden Richtung jeder Hauptelektrode nicht unbedingt erforderlich.
  • Die Form der Basisplatte 10 ist nicht besonders einschränkend spezifiziert. Zum Beispiel können vier Bauelementstrukturen auf einer im Wesentlichen quadratischen Basisplatte ausgebildet sein. In einem Fall, in welchem Durchgangsbohrungen an vier Ecken einer quadratischen Basisplatte ausgebildet sind, wird die Wirkung einer Wärmeableitung mit dem Kühlkörper an einer Stelle entlang der äußeren Kante der Basisplatte erhöht, und deshalb kann ein Anordnen der Verbindungen entlang der äußeren Kante der Basisplatte ausreichen. Eine andere Kühlvorrichtung als der Kühlkörper 162 kann verwendet werden. Zum Beispiel kann eine wassergekühlte Vorrichtung an der rückseitigen Oberfläche der Basisplatte 10 befestigt sein.
  • Die Halbleiterelemente, die mit den Metallmustern verbunden sind, sind nicht auf IGBTs und Dioden beschränkt. Die konkreten Aufbauten der Halbleiterelemente sind nicht besonders einschränkend spezifiziert, wenn ein Hauptstrom veranlasst wird, zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil zu fließen; wobei das erste Teil elektrisch mit dem ersten Metallmuster verbunden ist und das zweite Teil elektrisch mit dem zweiten Metallmuster verbunden ist. Das erste Teil ist zum Beispiel ein Kollektor oder eine Kathode. Das zweite Teil ist zum Beispiel ein Emitter oder eine Anode. Ein Beispiel für das Halbleiterelement ist ein Schaltelement oder eine Diode. Andere Beispiele für die Schaltelemente als der IGBT sind ein MOSFET, ein SJMOS oder ein JFET.
  • Jedes Halbleiterelement kann aus Silizium oder einem Halbleiter mit breiter Bandlücke, der eine breitere Bandlücke als die von Silizium aufweist, gebildet sein. Der Halbleiter mit breiter Bandlücke ist zum Beispiel Siliziumkarbid, ein auf Gallium-Nitrid basierendes Material oder Diamant. Ein hoher Strom wird gewöhnlich veranlasst, in einem Halbleiterelement zu fließen, das aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke gebildet ist, weil die Spannungsfestigkeit und die erlaubte Stromdichte groß sind. Deshalb ist der Unterschied zwischen einer hohen Temperatur des Halbleiterelements und einer niedrigen Temperatur des Halbleiterelements groß, und die Verbindungen verschlechtern sich leicht. In einem solchen Fall ist es besonders wichtig, die Wärmeableitung an der Verbindung durch Einsetzen des Aufbaus gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zu erhöhen.
  • Eine Reduzierung einer Größe der Halbleitervorrichtung kann durch Einsetzen von Halbleiterelementen, die aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke gebildet sind, erreicht werden. Jede der vorstehend beschriebenen Modifikationen kann auf Halbleitervorrichtungen gemäß den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.
  • Ausführungsform 2
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung weist eine Anzahl von Gemeinsamkeiten mit der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 auf und wird deshalb hauptsächlich bezüglich Unterscheidungspunkten von der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 beschrieben. 8 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
  • Eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen ist auf einer Basisplatte 10 ausgebildet. Die Mehrzahl von Bauelementstrukturen weist drei erste Bauelementstrukturen 400, 420 und 430 und drei zweite Bauelementstrukturen 440, 460 und 470 auf. Die drei ersten Bauelementstrukturen 400, 420 und 430 sind näher an und entlang einer ersten Seite 10a der Basisplatte 10 ausgebildet. Die drei zweiten Bauelementstrukturen 440, 460 und 470 sind näher an und entlang einer zweiten Seite 10b der Basisplatte 10 ausgebildet. Die drei ersten Bauelementstrukturen 400, 420 und 430 und die drei zweiten Bauelementstrukturen 440, 460 und 470 sind über eine imaginäre Linie, die sich zwischen der ersten Seite 10a und der zweiten Seite 10b und parallel dazu erstreckt, bilateral symmetrisch.
  • Die ersten Bauelementstrukturen werden zuerst beschrieben. Die drei ersten Bauelementstrukturen 400, 420 und 430 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend von der ersten Bauelementstruktur 400 gegeben. Ein erstes Metallmuster 402, ein zweites Metallmuster 404 und ein drittes Metallmuster 406 sind isoliert voneinander auf einem isolierenden Substrat 20 geformt. Die Länge des zweiten Metallmusters 404 entlang der Richtung, in welcher ein Hauptstrom fließt, ist größer als zweimal die Breite des zweiten Metallmusters 404.
  • Die Kollektoren von drei IGBTs 408 und die Kathoden von drei Dioden 410 sind mit dem ersten Metallmuster 402 verbunden. Ähnlich sind die Kollektoren von drei IGBTs und die Kathoden von drei Dioden mit dem dritten Metallmuster 406 verbunden. Die Emitter der IGBTs und die Anoden der Dioden sind zum Beispiel durch aus Aluminium geformte Drähte elektrisch mit dem zweiten Metallmuster 404 verbunden.
  • Eine erste Hauptelektrode weist erste untere Endteile 412a und 412b auf. Das erste untere Endteil 412a ist mit dem ersten Metallmuster 402 verbunden. Das erste untere Endteil 412b ist mit dem dritten Metallmuster 406 verbunden. Ein erstes unteres Endteil 414 einer zweiten Hauptelektrode ist mit dem zweiten Metallmuster 404 verbunden.
  • Die zweiten Bauelementstrukturen werden anschließend beschrieben. Die drei zweiten Bauelementstrukturen 440, 460 und 470 sind von einem Aufbau her identisch. Eine Beschreibung wird deshalb nachfolgend von der zweiten Bauelementstruktur 440 gegeben. Ein erstes Metallmuster 442, ein zweites Metallmuster 444 und ein drittes Metallmuster 446 sind isoliert voneinander auf einem isolierenden Substrat 40 geformt.
  • Die Kollektoren von drei IGBTs 448 und die Kathoden von drei Dioden 450 sind mit dem ersten Metallmuster 442 verbunden. Ähnlich sind die Kollektoren von drei IGBTs und die Kathoden von drei Dioden mit dem dritten Metallmuster 446 verbunden. Die Emitter der IGBTs und die Anoden der Dioden sind durch Drähte elektrisch mit dem zweiten Metallmuster 444 verbunden.
  • Die erste Hauptelektrode weist zweite untere Endteile 452a und 452b auf. Das erste untere Endteil 452a ist mit dem ersten Metallmuster 442 verbunden. Das erste untere Endteil 452b ist mit dem dritten Metallmuster 446 verbunden. Das zweite untere Endteil 454 der zweiten Hauptelektrode ist mit dem zweiten Metallmuster 444 verbunden.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptelektroden und anderen Komponenten gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Eine erste Hauptelektrode 500 und eine zweite Hauptelektrode 510 sind dargestellt. Das Merkmal der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die erste Hauptelektrode 500 vier untere Endteile (erste untere Endteile 412a und 412b und zweite untere Endteile 452a und 452b) aufweist. In diesem Merkmal ist die Anzahl der Verbindungen der ersten Hauptelektrode 500 vier. Es ist deshalb möglich, die Stromdichte in jeder Verbindung verglichen mit dem Fall, in welchem die Anzahl der Verbindungen der ersten Hauptelektrode 100 wie in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zwei ist, zu reduzieren. Eine Verschlechterung der Verbindungen kann deshalb verhindert werden.
  • Ausführungsform 3
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung weist eine Anzahl von Gemeinsamkeiten mit der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 auf und wird deshalb hauptsächlich bezüglich Unterscheidungspunkten von der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. 10 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • Eine zweite Hauptelektrode weist erste untere Endteile 414a und 414b auf. Die ersten unteren Endteile 414a und 414b sind mit dem zweiten Metallmuster 404 verbunden. Die zweite Hauptelektrode weist auch zweite untere Endteile 454a und 454b auf. Die zweiten unteren Endteile 454a und 454b sind mit dem zweiten Metallmuster 444 verbunden. 11 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Hauptelektrode und anderer Komponenten gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. Eine zweite Hauptelektrode 600 ist dargestellt. Die erste Hauptelektrode ist in 11 weggelassen.
  • Die zweite Hauptelektrode 600 weist vier untere Endteile (erste untere Endteile 414a und 414b und zweite untere Endteile 454a und 454b) auf. In diesem Merkmal ist die Anzahl der Verbindungen der zweiten Hauptelektrode 600 vier. Es ist deshalb möglich, die Stromdichte in jeder Verbindung verglichen mit dem Fall, in welchem die Anzahl der Verbindungen der zweiten Hauptelektrode 110 wie in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zwei ist, zu reduzieren. Eine Verschlechterung der Verbindungen kann deshalb verhindert werden.
  • Ausführungsform 4
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung weist eine Anzahl von Gemeinsamkeiten mit der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 auf und wird deshalb hauptsächlich bezüglich Unterscheidungspunkten von der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 beschrieben. 12 ist eine Draufsicht der internen Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
  • Das erste untere Endteil 414a der zweiten Hauptelektrode liegt weiter von der äußeren Kante der Basisplatte 10 entfernt als das erste untere Endteil 414b. Das zweite untere Endteil 454a der zweiten Hauptelektrode liegt weiter von der äußeren Kante der Basisplatte 10 entfernt als das zweite untere Endteil 454b. 13 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Hauptelektrode 700 und anderer Komponenten gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Ein oberes Endteil 702 der zweiten Hauptelektrode 700 ist ein Teil, das zu der Außenseite exponiert ist.
  • Es besteht eine Möglichkeit, dass eine Verbindung aus einem Grund, der mit einer Anordnung von Verbindungen zusammenhängt, weiter von der äußeren Kante der Basisplatte entfernt liegt als eine andere Verbindung. In der Halbleitervorrichtung in der Ausführungsform 4 liegen das erste untere Endteil 414a und das zweite untere Endteil 454a weiter von der äußeren Kante der Basisplatte 10 entfernt als die anderen unteren Endteile. Jedes der unteren Endteile einschließlich des ersten unteren Endteils 414a und des zweiten unteren Endteils 454a liegt jedoch an der Erstseitenposition oder der Zweiseitenposition. Eine Verschlechterung einer der Verbindungen kann deshalb verhindert werden.
  • Die Halbleitervorrichtungen in den Ausführungsformen 2 bis 4 der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptelektrode vier untere Endteile aufweist. Genauer weist die Hauptelektrode zwei erste untere Endteile und zwei zweite untere Endteile auf. Die Stromdichte in jeder Verbindung kann dadurch reduziert werden. Die Zahl der ersten unteren Endteile und die Zahl der zweiten unteren Endteile sind nicht auf zwei beschränkt. Wenn die Hauptelektrode zwei oder mehr erste untere Endteile und zwei oder mehr zweite untere Endteile aufweist, kann die Stromdichte in jeder Verbindung reduziert werden.
  • Eine geeignete Kombination der Merkmale der Halbleitervorrichtungen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann vorgenommen werden, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • 10 Basisplatte, 10a erste Seite, 10b zweite Seite, 12 Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen, 14 Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen, 16, 60, 70 erste Bauelementstruktur, 18, 80, 90 zweite Bauelementstruktur, 20, 40 isolierendes Substrat, 22, 42 erstes Metallmuster, 24, 44 zweites Metallmuster, 26, 46 IGBT, 28, 48 Diode, 30, 50 Draht, 32, 34, 62, 64, 72, 74 erstes unteres Endteil, 52, 54, 82, 84, 92, 94 zweites unteres Endteil, 100 erste Hauptelektrode, 110 zweite Hauptelektrode, 102, 112 oberes Endteil, 160 Schrauben, 162 Kühlkörper, 164 Gehäuse, 400, 420, 430 erste Bauelementstruktur, 440, 460, 470 zweite Bauelementstruktur, 412a, 412b, 414a, 414b erstes unteres Endteil, 452a, 452b, 454a, 454b zweites unteres Endteil, 500 erste Hauptelektrode, 510, 600, 700 zweite Hauptelektrode

Claims (12)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: eine Basisplatte; und eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen, die auf der Basisplatte ausgebildet sind, wobei jede der Bauelementstrukturen aufweist: ein auf der Basisplatte fixiertes, isolierendes Substrat; ein auf dem isolierenden Substrat geformtes Metallmuster; ein Halbleiterelement, das elektrisch mit dem Metallmuster verbunden ist; und eine Hauptelektrode, die ein oberes Endteil, das zu der Außenseite exponiert ist, und ein unteres Endteil, das mit einem Umfangsteil des Metallmusters am nächsten an einer äußeren Kante der Basisplatte verbunden ist, aufweist.
  2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Basisplatte in einer Draufsicht in einer rechteckigen Form gebildet ist; die Mehrzahl von Bauelementstrukturen eine erste Bauelementstruktur, die näher an und entlang einer ersten Seite der Basisplatte ausgebildet ist, und eine zweite Bauelementstruktur, die näher an und entlang einer zweiten Seite der Basisplatte gegenüber der ersten Seite ausgebildet ist, aufweist; und die Hauptelektrode ein erstes unteres Endteil, das mit dem Umfangsteil der ersten Bauelementstruktur näher an und entlang der ersten Seite verbunden ist, und ein zweites unteres Endteil, das mit dem Umfangsteil der zweiten Bauelementstruktur näher an und entlang der zweiten Seite verbunden ist, aufweist.
  3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Basisplatte in einer Draufsicht in einer rechteckigen Form gebildet ist; die Basisplatte eine Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen, die entlang der ersten Seite der Basisplatte ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen, die entlang der zweiten Seite gegenüber der ersten Seite ausgebildet ist, aufweist; und alle unteren Endteile entlang der Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen oder der Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen angeordnet sind.
  4. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 3, weiter aufweisend: Schrauben, die durch die Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen und die Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen geführt sind; und eine Kühlvorrichtung, die mit den Schrauben an eine rückseitige Oberfläche der Basisplatte befestigt ist.
  5. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei jedes der unteren Endteile näher an der ersten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der ersten Seite in Richtung der zweiten Seite um ¼ des Abstands von der ersten Seite zu der zweiten Seite definiert ist, oder näher an der zweiten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der zweiten Seite in Richtung der ersten Seite um ¼ des Abstands von der zweiten Seite zu der ersten Seite definiert ist, angeordnet ist.
  6. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Metallmuster ein erstes Metallmuster und ein zweites von dem ersten Metallmuster isoliertes Metallmuster aufweist; das Halbleiterelement einen Hauptstrom aufweist, der veranlasst wird, zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil zu fließen, wobei das erste Teil elektrisch mit dem ersten Metallmuster verbunden ist und das zweite Teil elektrisch mit dem zweiten Metallmuster verbunden ist; und die Hauptelektrode eine erste Hauptelektrode, die mit dem ersten Metallmuster verbunden ist, und eine zweite Hauptelektrode, die mit dem zweiten Metallmuster verbunden ist, aufweist.
  7. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Hauptelektrode zwei oder mehr erste untere Endteile und zwei oder mehr zweite untere Endteile aufweist.
  8. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Halbleiterelement ein Schaltelement oder eine Diode ist.
  9. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei das Halbleiterelement aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke gebildet ist.
  10. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Halbleiter mit breiter Bandlücke Siliziumkarbid, ein auf Gallium-Nitrid basierendes Material oder Diamant ist.
  11. Halbleitervorrichtung, aufweisend: eine Basisplatte, die in einer Draufsicht in einer rechteckigen Form gebildet ist und eine Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen, die entlang einer ersten Seite ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen, die entlang einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite ausgebildet sind, aufweist; und eine Mehrzahl von Bauelementstrukturen, die auf der Basisplatte ausgebildet ist, wobei jede der Bauelementstrukturen aufweist: ein auf der Basisplatte fixiertes, isolierendes Substrat; ein auf dem isolierenden Substrat geformtes Metallmuster; eine Halbleiterelement, das elektrisch mit dem Metallmuster verbunden ist; und eine Hauptelektrode, die ein oberes Endteil, das zu der Außenseite exponiert ist, und ein unteres Endteil, das mit dem Metallmuster verbunden ist, aufweist, wobei jedes der unteren Endteile näher an der ersten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der ersten Seite in Richtung der zweiten Seite um ¼ des Abstands von der ersten Seite zu der zweiten Seite definiert ist, oder näher an der zweiten Seite als eine Stelle, die durch einen Vorsprung von der zweiten Seite in Richtung der ersten Seite um ¼ des Abstands von der zweiten Seite zu der ersten Seite definiert ist, angeordnet ist.
  12. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 11, aufweisend: Schrauben, die durch die Mehrzahl von ersten Durchgangsbohrungen und die Mehrzahl von zweiten Durchgangsbohrungen geführt sind; und eine Kühlvorrichtung, die mit den Schauben an eine rückseitige Oberfläche der Basisplatte befestigt ist.
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