DE112013007426B4 - Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung (52), die eine Anordnung aufweist, in der ein Halbleiterelement (4) mit einem Formharz (1) versiegelt ist, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist:einen Wärmeverteiler (3), der eine Oberfläche aufweist, auf der das Halbleiterelement angeordnet ist; undeinen Isolierblattbereich (20), der auf einer rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers angeordnet ist, wobeider Isolierblattbereich eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht (20a), die eine höhere thermische Leitfähigkeit als die des Formharzes aufweist, und einer Metallschicht (20b) aufweist, wobei die isolierende Schicht eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers verbunden ist,der Wärmeverteiler ein abgeschrägtes Teil (9, 29) aufweist, das durch R-Abschrägen oder C-Abschrägen an einem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche davon erhalten wird,der Isolierblattbereich (20, 21, 22) einen Hauptrumpfabschnitt (20m, 21m, 22m) und einen abgewinkelten Abschnitt (20x, 21x, 22x) aufweist, wobei der Hauptrumpfabschnitt die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers bildet, wobei der abgewinkelte Abschnitt einen Oberflächenbereich aufweist, der so ausgebildet ist, dass er von dem Hauptrumpfabschnitt abgewinkelt und eng mit dem abgeschrägten Teil verbunden ist und wobei ein Kantenteil des Isolierblattbereichs (20, 21, 22) von dem Wärmeverteiler (3) vorsteht, unddas Formharz das Halbleiterelement, den Wärmeverteiler und den Isolierblattbereich bis auf eine rückseitige Oberfläche der Metallschicht in dem Hauptrumpfabschnitt versiegelt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die mit einem Harz versiegelt ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung, und genauer auf eine Halbleitervorrichtung, die eine isolierende Schicht aufweist, welche eine thermische Leitfähigkeit höher als die eines Versiegelungsharzes aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Es ist extrem wichtig, dass Leistungshalbleitervorrichtungen hohe Isolierungseigenschaften behalten, während sie von Leistungs-Chips erzeugte Wärme effizient nach außen ableiten. Eine unter den Leistungs-Chips angeordnete isolierende Schicht ist vorzugsweise dünn, um Wärmeleiteigenschaften zu verbessern, aber es wird befürchtet, dass die dünne isolierende Schicht die Isolierungseigenschaften reduziert.
  • Weiter verwenden die Leistungshalbleitervorrichtungen oft Halbleitervorrichtungen, die einen harzversiegelten Aufbau aufweisen, der mit einer Art von Harz vollständig vergossen ist. Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 ein Halbleitermodul als eine Halbleitervorrichtung, die einen harzversiegelten Aufbau aufweist.
  • Aus DE 11 2012 005 920 T5 ist eine Halbleitervorrichtung bekannt, welche einen elektrisch leitfähigen Wärmeverteiler mit einer unteren Oberfläche, ein Plattenelement mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche, die elektrisch voneinander isoliert sind, IGBTs und Dioden, die am Wärmeverteiler befestigt sind und damit elektrisch verbunden sind, und ein Formharz aufweist (siehe beispielsweise 14 der vorliegenden Anmeldung). Das Formharz kapselt die vordere Oberfläche des Plattenelements, den Wärmeverteiler und die Halbleiterelemente ein. Zumindest ein Teil der hinteren Oberfläche des Plattenelements liegt von dem Formharz frei. Der Wärmeverteiler weist an einer Ecke seiner unteren Oberfläche Eckenabschnitte mit einer abgeschrägten Form oder einer Form einer gekrümmten Oberfläche in Draufsicht gesehen und mit einer rechteckigen Form im Schnitt gesehen auf.
  • Dokumentation des Stands der Technik
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1:Japanische Offenlegungsschrift JP 2011- 9 410 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • In der Halbleitervorrichtung, welche den harzversiegelten Aufbau aufweist, der mit einer Art von Harz vollständig vergossen ist, wird das Versiegelungsharz allerdings auch für eine isolierende Schicht unter einem Wärmeverteiler verwendet, wobei die isolierende Schicht mit dem Wärmeverteiler wie einem Metallblock verbunden ist. Somit dringt das Harz, wenn die isolierende Schicht unter dem Wärmeverteiler dünn ist, nicht ausreichend in einen Bereich ein, in welchem die isolierende Schicht unter dem Wärmeverteiler gebildet ist, und eine extreme Verschlechterung von Gusseigenschaften führt somit zu extremen Schwierigkeiten des Verjüngens der isolierenden Schicht unter dem Wärmeverteiler.
  • Deshalb muss die isolierende Schicht in gewissem Maße eine hohe Dicke aufweisen, was die Wärmeleiteigenschaften verschlechtert. Ein Harz, das eine hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, wird denkbar für die isolierende Schicht verwendet, um die Wärmeleiteigenschaften zu verbessern, während die isolierende Schicht in gewissem Maße die hohe Dicke aufweist. Das Harz, das die hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, ist jedoch teuer, sodass ein Verwenden des teuren hochleistungsfähigen Harzes als ein Aufbaumaterial für die isolierende Schicht die Kosten erhöht.
  • Als das im Patentdokument 1 offenbarte Halbleitermodul, ist zusätzlich zu einem Versiegelungsharz ein Isolierblattbereich unter einem Wärmeverteiler denkbar, der eine Struktur aufweist, die aus einer laminierten Anordnung einer isolierenden Schicht und einer Metallschicht (Metallschicht) ausgebildet ist, der eine hohe thermoelektrische Wirksamkeit aufweist, aber die Anordnung weist keine guten Isolierungseigenschaften auf.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genannten Probleme angefertigt worden, und eine Aufgabe derselben ist, eine Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die zu relativ geringen Kosten ausgebildet werden kann und einen harzversiegelten Aufbau aufweist, der gute Isolierungseigenschaften aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die eine Anordnung aufweist, in der ein Halbleiterelement mit einem Formharz versiegelt ist, weist auf: einen Wärmeverteiler, der eine Oberfläche aufweist, auf der das Halbleiterelement angeordnet ist; und ein Isolierblattbereich, der auf einer rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteiler angeordnet ist. Der Isolierblattbereich weist eine laminierte Struktur einer isolierenden Schicht, die eine höhere thermische Leitfähigkeit als die des Formharzes aufweist, und einer Metallschicht auf, wobei die isolierende Schicht eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers verbunden ist. Der Wärmeverteiler weist ein abgeschrägtes Teil auf, das durch R-Abschrägen oder C-Abschrägen an einem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche davon erhalten wird. Der Isolierblattbereich ist so ausgebildet, dass er die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers aufweist, wobei ein Raumbereich zwischen dem abgeschrägten Teil und dem Isolierblattbereich vorgesehen ist. Das Formharz versiegelt das Halbleiterelement, den Wärmeverteiler und den Isolierblattbereich bis auf eine rückseitige Oberfläche der Metallschicht.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die eine Anordnung aufweist, in der ein Halbleiterelement mit einem Formharz versiegelt ist, weist auf: einen Wärmeverteiler, der eine Oberfläche aufweist, auf der das Halbleiterelement angeordnet ist; und einen Isolierblattbereich, der auf einer rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers angeordnet ist. Der Isolierblattbereich weist eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht, die eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist als die des Formharzes, und einer Metallschicht auf, wobei die isolierende Schicht eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers verbunden ist. Der Wärmeverteiler weist ein abgeschrägtes Teil auf, das durch R-Abschrägen oder C-Abschrägen an einem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche davon erhalten wird. Der Isolierblattbereich weist einen Hauptrumpfabschnitt und einen abgewinkelten Abschnitt auf, wobei der Hauptrumpfabschnitt die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers bildet, wobei der abgewinkelte Abschnitt einen Oberflächenbereich aufweist, der so ausgebildet ist, dass er von dem Hauptrumpfabschnitt abgewinkelt ist und eng mit dem abgeschrägten Teil verbunden ist. Das Formharz versiegelt das Halbleiterelement, den Wärmeverteiler und den Isolierblattbereich bis auf eine rückseitige Oberfläche der Metallschicht in dem Hauptrumpfabschnitt.
  • Wirkungen der Erfindung
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Stelle eines konzentrierten elektrischen Feldes in dem Wärmeverteiler durch das abgeschrägte Teil, das sich an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers befindet, in eine Mehrzahl von Stellen von konzentrierten elektrischen Feldern aufgeteilt, um dadurch eine Dichte der elektrischen Felder zu reduzieren, und somit können Isolierungseigenschaften verbessert werden. Als ein Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung, die gute Isolierungseigenschaften aufweist, selbst in einem Fall erhalten werden, in welchem befürchtet wird, dass ein Temperaturanstieg oder dergleichen während eines Betriebs des Halbleiterelements bewirkt, dass die Isolierungseigenschaften der isolierenden Schicht reduziert werden.
  • Weiter ist der Isolierblattbereich so ausgebildet, dass er die gleiche Ebene aufweist, sodass ein durch das R-Abschrägen erhaltenes R oder durch das C-Abschrägen erhaltenes C auf eine Abmessung eingestellt wird, die ein Füllen des Raumbereichs mit dem Formharz zum Ausbilden des abgeschrägten Teils nicht beeinträchtigt, was ermöglicht, dass der Raumbereich zwischen dem abgeschrägten Teil und dem Isolierblattbereich (isolierende Schicht) mit dem Formharz gefüllt werden kann. Als ein Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung, welche hervorragende Wärmeableitungseigenschaften und hervorragende Isolierungseigenschaften aufweist, zu relativ geringen Kosten erhalten werden.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Anordnung ohne den Raumbereich zwischen dem Isolierblattbereich und dem abgeschrägten Teil auf, dadurch dass sie den abgewinkelten Abschnitt des Isolierblattbereichs eng mit dem abgeschrägten Teil des Wärmeverteilers verbindet, um dadurch einen Platz für in dem Raumbereich ausgebildete Leerräume zu eliminieren, wobei die Leerräume eine Gegebenheit in einer elektrischen Entladung sind. Dies kann einen Wärmeleitwiderstand zwischen dem Wärmeverteiler und dem Formharz reduzieren und die Isolierungseigenschaften verbessern.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlicher.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine erklärende Darstellung, die einen Aufbau einer Halbleitervorrichtung zeigt, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
    • 2 ist eine erklärende Darstellung, die schematisch eine umgebende Struktur eines abgeschrägten Teils eines in 1 gezeigten Wärmeverteilers zeigt.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Bruchprozess des Ausbildens einer absinkenden Oberfläche an dem Wärmeverteiler in der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 4 ist eine erklärende Darstellung, die schematisch eine umgebende Struktur eines abgeschrägten Teils eines in 1 gezeigten Wärmeverteilers in einer Halbleitervorrichtung zeigt, die eine zweite Ausführungsform ist.
    • 5 ist eine erklärende Darstellung, die Wirkungen der Halbleitervorrichtung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 6 ist eine erklärende Darstellung, die einen Biegewinkel eines abgewinkelten Abschnitts zu einem Hauptrumpfabschnitt in einem Isolierblattbereich zeigt.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Formungsprozesses eines abgewinkelten Abschnitts in einem zweiten Aspekt zeigt.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Formungsprozesses eines abgewinkelten Abschnitts in einem dritten Aspekt zeigt.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Formungsprozesses eines abgewinkelten Abschnitts in einem vierten Aspekt zeigt.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Formungsprozesses eines abgewinkelten Abschnitts in einem fünften Aspekt zeigt.
    • 11 ist eine erklärende Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einem Isolierblattbereich und einem Wärmeverteiler zeigt, die in einem sechsten Aspekt vorgesehen sind.
    • 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anwendung der Halbleitervorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 13 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anwendung der Halbleitervorrichtung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 14 ist eine erklärende Darstellung, die einen Querschnittsaufbau einer Halbleitervorrichtung in einer zugrundeliegenden Technologie zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Zugrundeliegende Technologie
  • Wie vorstehend beschrieben, wird das isolierende Material wie das hochleistungsfähige Harz, das die hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, für die isolierende Schicht in der konventionellen Halbleitervorrichtung verwendet, welche den harzversiegelten Aufbau aufweist, was Kosten erhöht. Aus diesem Grund weist ein Isolierblattbereich eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht und einer Metallschicht (Metallschicht) auf, die eine hohe thermoelektrische Performance aufweist wie das in dem Patentdokument 1 offenbarte Halbleitermodul, und ein isolierendes Material, das eine relativ geringe Dicke und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, wird für die isolierende Schicht verwendet, sodass ein Isolierungsverfahren mit einer laminierten Struktur denkbar ist, in welchem ein Sicherstellen einer Isolierung mit hohen Wärmeableitungseigenschaften einfach vereinbar ist, ohne Kosten wesentlich zu erhöhen.
  • Das Isolierungsverfahren mit einer laminierten Struktur bildet die isolierende Schicht, die aus dem hochleistungsfähigen isolierenden Material besteht, welches die hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, nur direkt unter einem notwendigen Bereich aus, nämlich einem Wärmeverteiler, der eine Oberfläche aufweist, auf welcher Halbleiterelemente angeordnet sind, sodass sich ein Kostenvorteil ergibt.
  • 14 ist eine erklärende Darstellung, die einen Querschnittsaufbau einer typischen Halbleitervorrichtung 61 (Halbleitermodul) zeigt, die durch das Isolierungsverfahren mit einer laminierten Struktur erhalten wird. 14(a) ist eine Querschnittsansicht der gesamten Halbleitervorrichtung 61, und 14(b) ist eine vergrößerte Darstellung eines fokussierten Bereichs A3 in 14(a). Zusätzlich ist 14(a) mit einem kartesischen XYZ-Koordinatensystem versehen.
  • Wie in 14(a) gezeigt, sind Leistungselemente 4, die eine Mehrzahl von (zwei) in Chips ausgebildeten Halbleiterelementen sind, auf einer Oberfläche eines Wärmeverteilers 33 mit einem Lötmittel 28 dazwischen angeordnet, und Aluminiumdrähte 5 sind zwischen der Mehrzahl von Leistungselementen 4 und zwischen den Leistungselementen 4 und Signalanschlüssen 6 angeschlossen. Weiter ist ein Hauptanschluss 7 direkt auf der Oberfläche des Wärmeverteilers 33 angeordnet.
  • Ein Isolierblattbereich 62 ist auf einer rückseitigen Oberflächenseite des Wärmeverteilers 33 angeordnet. Der Isolierblattbereich 62 weist eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht 62a und einer Metallschicht 62b auf, und eine Oberfläche der isolierenden Schicht 62a ist eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 33 verbunden.
  • Der Isolierblattbereich 62 außer einer rückseitigen Oberfläche der Metallschicht 62b, der Wärmeverteiler 33, die Leistungselemente 4, die gesamten Aluminiumdrähte 5, ein Teil der Signalanschlüsse 6 und ein Teil des Hauptanschlusses 7 sind mit einem Formharz 1 versiegelt, um dadurch die Halbleitervorrichtung 61 zu bilden. Zusätzlich ist eine rückseitige Oberfläche des Isolierblattbereichs 62, nämlich die rückseitige Oberfläche der Metallschicht 62b freigelegt.
  • Die in 14(a) gezeigte Halbleitervorrichtung 61 weist ein Problem auf, in welchem in einer Umgebung bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit an einem Verbindungsübergang zwischen dem Formharz 1, welches das Gehäuse als Ganzes versiegelt, und dem Isolierblattbereich 62 Feuchtigkeit eindringt, und ein Pfad, der eine hohe Leitfähigkeit aufweist, zwischen dem Wärmeverteiler 33 und der Metallschicht 62b, welche die rückseitige Oberfläche freigelegt hat, gebildet wird, wodurch ein dielektrischer Defekt verursacht wird. Eine Stelle, an welcher der dielektrische Defekt mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt, ist direkt unter einem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 33. Der Grund ist, dass sich das äußere Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 33 nahe an einem Einlass von Feuchtigkeit auf der unteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung 61 befindet und eine scharfkantige Elektrodenstruktur aufweist, sodass elektrische Feldstärkelinien konzentriert werden, was eine Dichte von elektrischen Feldern erhöht.
  • Um das Problem des dielektrischen Defekts zu lösen, ist, wie in 14(b) gezeigt, ein Kantenteil des Isolierblattbereichs 62 abgewinkelt, und der Bereich direkt unter dem Kantenteil der Metallschicht 62b ist ebenso mit dem Formharz 1 gefüllt, welches eng mit der Metallschicht 62b verbunden ist. Dies verdoppelt einen Abstand D62 eines Feuchtigkeitsaufnahmewegs für Feuchtigkeit, die von der Umgebungsluft eindringt, und somit erreicht die Feuchtigkeit kaum das äußere Umfangsendteil des Wärmeverteilers 33 selbst in der Umgebung bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, was kaum den dielektrischen Defekt verursacht, und folglich wird eine Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 61 denkbar erhöht. Der Feuchtigkeitsaufnahmeweg weist eine Distanz D62 auf, die ungefähr doppelt so lang ist wie die konventionelle Distanz, weil der Feuchtigkeitsaufnahmeweg den rückseitigen Oberflächenteil der abgewinkelten Metallschicht 62b einschließt.
  • Wie vorstehend beschrieben, bildet jedoch das äußere Umfangsendteil der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 33 einen spitzen Winkel von etwa 90° in der XZ-Ebene in 14, sodass eine Dichte der elektrischen Feldstärkelinien bei Anlegen einer Spannung an den Teil zwischen dem Wärmeverteiler 33 und der Metallschicht 62b mit der isolierenden Schicht 62a dazwischen erhöht wird, und die elektrischen Felder werden leicht an einer elektrischen Feldkonzentrationsstelle 90, die aus dem äußeren Umfangsendteil der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 33 und dem umgebenden Bereich gebildet wird, konzentriert, was zu einer Verschlechterung von Isolierungseigenschaften führt.
  • Nachfolgend beschriebene Ausführungsformen lösen die Probleme der vorstehend beschriebenen zugrundeliegenden Technologie und sind eine Halbleitervorrichtung, die hohe Isolierungseigenschaften bei relativ geringen Kosten aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
  • Erste Ausführungsform
  • Aufbau
  • 1 ist eine erklärende Darstellung, die einen Aufbau einer Halbleitervorrichtung 51 zeigt, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. 1(a) ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnittsaufbau zeigt, und 1(b) ist eine Draufsicht, die einen ebenen Aufbau zeigt. Zusätzlich sind 1(a), 1(b) jede mit dem kartesischen XYZ-Koordinatensystem versehen.
  • Wie in 1 gezeigt, ist eine Mehrzahl von (zwei) Leistungselementen 4, die in Chips ausgebildet sind, auf einer Oberfläche eines Wärmeverteilers 3 mit einem Lötmittel 28 dazwischen angeordnet. Aluminiumdrähte 5 sind zwischen der Mehrzahl von Leistungselementen 4 und zwischen den Leistungselementen 4 und den Signalanschlüssen 6 angeschlossen. Ein Material für den Wärmeverteiler 3 ist vorzugsweise ein Metall wie Aluminium oder Kupfer, das leicht zu verarbeiten ist und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist.
  • Ein Isolierblattbereich 2 ist auf einer rückseitigen Oberflächenseite des Wärmeverteilers 3 angeordnet. Der Isolierblattbereich 2 weist eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht 2a und einer Metallschicht 2b (Metallschicht) auf, und eine Oberfläche der isolierenden Schicht 2a, welches die obere Schicht ist, ist eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 verbunden. Die isolierende Schicht 2a weist eine höhere thermische Leitfähigkeit als die eines Formharzes 1 auf und weist gute Isolierungseigenschaften auf.
  • Der Isolierblattbereich 2 außer einer rückseitigen Oberfläche der Metallschicht 2b, der Wärmeverteiler 3, die Leistungselemente 4, die gesamten Aluminiumdrähte 5, ein Teil der Signalanschlüsse 6 und ein Teil eines Hauptanschlusses 7 sind mit dem Formharz 1 versiegelt, um dadurch die Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zu bilden. Zusätzlich sind ein Teil außer dem Teil der Signalanschlüsse 6 und des Hauptanschlusses 7 und die rückseitige Oberfläche des Isolierblattbereichs 2 nicht mit dem Formharz 1 versiegelt. Deshalb ist die rückseitige Oberfläche der Metallschicht 2b freigelegt.
  • In der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform weist ein äußeres Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 ein abgeschrägtes Teil auf, das durch R-Abschrägen oder C-Abschrägen erhalten wird.
  • 2 ist eine erklärende Darstellung, die schematisch eine umgebende Struktur des abgeschrägten Teils des Wärmeverteilers 3 zeigt. Wie in 2(a) gezeigt, wird eine absinkende Oberfläche 9 (R-Oberfläche), die einen Radius R (Radius) aufweist und durch das R-Abschrägen erhalten wird, als ein abgeschrägtes Teil ausgebildet. Andererseits wird, wie in 2(c) gezeigt, eine C-Oberfläche 29, die eine Abschrägungslänge C (Abschrägung) aufweist und durch das C-Abschrägen erhalten wird, als ein abgeschrägtes Teil ausgebildet. Wie in 2(a), 2(c) gezeigt, wird eine Oberfläche der absinkenden Oberfläche 9 und der C-Oberfläche 29 als das abgeschrägte Teil übernommen.
  • Nachfolgend wird ein in der Spezifikation beschriebenes abgeschrägtes Teil beschrieben. Das abgeschrägte Teil ist eine Oberfläche, die durch Abschneiden eines Endteils einer vertikalen Ebene (in 1 und 2 gezeigte XY-Ebene), welche eine Querschnittsbildungsoberfläche des Wärmeverteilers 3 ist, und die absinkende Oberfläche 9 und die C-Oberfläche 29, die vorstehend beschrieben sind, sind denkbar.
  • Die absinkende Oberfläche 9 weist eine Krümmung auf, die durch eine Bogenform repräsentiert wird, und die Zahl repräsentiert, wo sich das Zentrum befindet. Zum Beispiel ist in einem Fall, in welchem das in 2(a) gezeigte R 10 µm ist, eine gekrümmte Oberfläche, die einen Bogen aufweist, bei dem das Zentrum 10 µm innen von dem Punkt liegt, an dem er sich zu krümmen beginnt, die absinkende Oberfläche 9.
  • Andererseits ist die C-Oberfläche 29 eine Oberfläche, die durch Abschneiden einer Ecke von einem Spitzenbereich der Ecke nach innen erhalten wird. Zum Beispiel wird in einem Fall, in welchem das in 2(a) gezeigte C 10 µm ist, die C-Oberfläche 29 durch Abschneiden eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks erhalten, das eine Seitenlänge von 10 µm von der Ecke aufweist.
  • Währenddessen ist der Isolierblattbereich 2 (isolierende Schicht 2a und Metallschicht 2b) so ausgebildet, dass es die gleiche Ebene aufweist, ohne abgewinkelt zu sein, sodass die rückseitige Oberfläche des Wärmeverteilers 3 außer der absinkenden Oberfläche 9 und die Oberfläche der isolierenden Schicht 2a eng miteinander verbunden sind, und ein Raumbereich S2, der mit dem Formharz 1 gefüllt werden kann, ist zwischen der absinkenden Oberfläche 9 (C-Oberfläche 29) und dem Isolierblattbereich 2 (isolierende Schicht 2a) angeordnet.
  • Wie in 2(b) gezeigt, ist die absinkende Oberfläche 9 (C-Oberfläche 29) an dem Endteil der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers 3 angeordnet, und die Kantenschärfe des äußeren Umfangsendteils der Wärmeverteilers 3 wird somit reduziert, wodurch die Konzentration der elektrischen Feldstärkelinien an dem äußeren Umfangsendteil verteilt und die Dichte der elektrischen Felder reduziert wird. Weiter wird die Stelle, an der die Konzentration der elektrischen Felder auftritt auf beide Endteile der absinkenden Oberfläche 9 und elektrische Feldkonzentrationsstellen 91 und 92 darum verteilt, sodass die Dichte der elektrischen Felder weiter reduziert wird. Diese Phänomene entspannen die gesamte Konzentration der elektrischen Felder, erhöhen eine Durchschlagspannung der isolierenden Schicht 2a, die zwischen den Elektroden ausgebildet ist, welche die Metallschicht 2b und der Wärmeverteiler 3 sind, die beide eine Leitfähigkeit aufweisen, und kann Isolierungseigenschaften der Halbleitervorrichtung 51 verbessern.
  • Auf diese Weise wird in der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zum Beispiel die elektrische Feldkonzentrationsstelle in dem Wärmeverteiler 3 durch das abgeschrägte Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29), das sich an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 befindet, auf die Mehrzahl von elektrischen Feldkonzentrationsstellen (elektrische Feldkonzentrationsstellen 91, 92) verteilt, um dadurch die Dichte der elektrischen Felder zu reduzieren, und somit können die Isolierungseigenschaften durch die isolierende Schicht 2a verbessert werden.
  • Als ein Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung 51, die gute Isolierungseigenschaften aufweist, selbst in einem Fall erhalten werden, in welchem befürchtet wird, dass ein Temperaturanstieg oder dergleichen während eines Betriebs von Halbleiterelementen wie der Leistungselemente 4 bewirkt, dass die Isolierungseigenschaften der isolierenden Schicht 2a reduziert werden. Diese Wirkung ist insbesondere effektiv, weil befürchtet wird, dass ein Temperaturanstieg des Isolierblattbereichs 2 bewirkt, dass die Isolierungseigenschaften der isolierenden Schicht 2a reduziert werden, wenn SiC-Chips, die aus den Halbleiterelementen wie den Leistungselementen 4 gebildet sind, die SiC aufweisen, auf dem Wärmeverteiler 3 angeordnet sind.
  • Weiter ist der Isolierblattbereich 2 so ausgebildet, dass er die gleiche Ebene aufweist, und somit ist ein durch das R-Abschrägen erhaltenes R oder ein durch das C-Abschrägen erhaltenes C auf eine Abmessung eingestellt, die ein Füllen in dem Raumbereich S2 mit dem Versiegelungsharz nicht beeinträchtigt, was ermöglicht, dass der Raumbereich S2 zuverlässig mit dem Formharz 1 gefüllt wird. Als ein Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung 51, die hervorragende Wärmeableitungseigenschaften und hervorragende Isolierungseigenschaften aufweist, erhalten werden.
  • Nachfolgend werden besondere Einstellungen von Abmessungen eines durch das R-Abschrägen erhaltenen R und eines durch das C-Abschrägen erhaltenen C beschrieben. R ist vorzugsweise 100 bis 300 µm, wenn die absinkende Oberfläche ausgebildet wird. Der Grund, warum R auf 100 µm oder mehr festgelegt wird, ist, dass das Raumbereich S2 ohne Probleme mit dem Formharz 1 gefüllt werden kann, und ein Formdruck kann während eines Spritzpressverfahrens ausreichend auf das Formharz 1 ausgeübt werden, unter der Annahme, dass ein Füllmaterial 12 in dem Formharz 1 eine Größe von ungefähr 50 µm aufweist.
  • Andererseits verhindern in einem Fall, in welchem R ausreichend kleiner als 100 µm ist, Packeigenschaften des Füllmaterials 12, dass der Raumbereich S2 mit dem Formharz 1 gefüllt wird, und mindestens ein Teil des Raumbereichs S2 wird nicht gefüllt, sodass der Formdruck während des Spritzpressverfahrens nicht ausreichend ausgeübt wird. Als eine Folge erhöht sich die Möglichkeit eines Auftretens von Leerräumen in dem Raumbereich S2. Aus dem gleichen Grund ist C vorzugsweise 100 µm oder mehr, wenn die C-Oberfläche 29 ausgebildet wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 51, welche die hochstabile Struktur aufweist, in welcher der Raumbereich S2 mit dem Formharz 1 ohne Probleme gefüllt wird, kann jeweils durch Einstellen der Abmessungen von R und C der absinkenden Oberfläche 9 und der C-Oberfläche 29 erhalten werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Herstellungsverfahren
  • Die Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung hergestellt werden, das die nachfolgenden Schritte (a) bis (c) aufweist.
  • Schritt (a): Der Wärmeverteiler 3, der die Oberfläche aufweist, auf der die Leistungselemente 4 durch Verbinden mit dem Lötmittel 28 angeordnet sind, wird gefertigt. Zu dieser Zeit wird ein nachfolgender Schritt (a-1) ausgeführt.
  • Schritt (a-1): Ein Bruchprozess mit Stanzformen wird ausgeführt, und das abgeschrägte Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29), welches durch das R-Abschrägen oder das C-Abschrägen erhalten wird, wird an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 ausgebildet.
  • Zusätzlich weist der Schritt (a) den nachfolgenden existierenden Schritt auf. Nachdem die Leistungselemente 4 mit einem Lötmittel mit Rahmen (Teile, welche die Signalanschlüsse 6 und den Hauptanschluss 7 bilden) verbunden worden sind, werden die Aluminiumdrähte 5 zwischen den Leistungselementen 4, zwischen den Leistungselementen 4 und den Rahmen und zwischen den Rahmen verbunden, um dadurch eine montierte Rahmenstruktur zu erhalten. Ein Aspekt, in welchem der Wärmeverteiler 3 über die Rahmen mit dem Lötmittel 28 mit den Leistungselementen 4 verbunden wird, ist ebenso denkbar.
  • Schritt (b): Der Isolierblattbereich 2, der aus der isolierenden Schicht 2a und der Metallschicht 2b ausgebildet wird, wird gefertigt.
  • Schritt (c): Das Spritzpressverfahren des Versiegelns des Isolierblattbereichs 2 außer der rückseitigen Oberfläche der Metallschicht 2b, des Wärmeverteilers 3, der Leistungselemente 4, der gesamten Aluminiumdrähte 5, des Teils der Signalanschlüsse 6 und des Teils des Hauptanschlusses 7 mit dem Formharz 1 wird durchgeführt. Nachfolgend werden die Details des Spritzpressverfahrens beschrieben.
  • Nachdem der Isolierblattbereich 2 in einem aus Formen (obere Form, untere Form) gebildeten Hohlraum angeordnet wurde, wird die montierte Rahmenstruktur, die bis zu einem Wirebond-Schritt vervollständigt ist, in einer vorbestimmten Position in den Hohlraum gesetzt, und anschließend an ein Formpressen spritzt eine Spritzpresstechnik das Formharz 1 ein, um den Hohlraum in den Formen zu füllen, und härtet das Formharz 1 durch Anwendung von Hitze und Druck. Als eine Folge wird die isolierende Schicht 2a eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 (bis auf das abgeschrägte Teil) verbunden, und der harzversiegelte Halbleitervorrichtungsaufbau kann erhalten werden, wobei die Struktur jedes Strukturteil 2 bis 7 versiegelt mit dem Formharz 1 aufweist.
  • Nach dem Schritt (c) werden anschließende, nachstehende Prozesse ausgeführt. Mit anderen Worten werden ein Wegschneiden von überschüssigen Teilen der Rahmen wie Haltestreben, formende Formleitungsanschlüsse (Signalanschlüsse 6, Hauptanschluss 7), ein Testen eines Produkts oder dergleichen nach dem der Erhitzungsschritt zum vollständigen Härten des Formharzes 1 ausgeführt, und dann ist die Halbleitervorrichtung 51 als das Produkt fertig.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch den Bruchprozess des Ausbildens der absinkenden Oberfläche 9 in dem vorstehend beschriebenen Schritt (a-1) zeigt.
  • Wie in 3 gezeigt, wird ein Wärmeverteilermaterial 30, das sich zwischen einer oberen Form 10a und einer unteren Form 10b zum Stanzen befindet, und das eine Flachplattenstruktur aufweist, durch Drücken der oberen Form 10a nach unten gestanzt, sodass der Wärmeverteiler 3, der die absinkende Oberfläche 9 aufweist, erhalten werden kann.
  • Auf diese Weise wird der Bruchprozess mit den Formen 10a, 10b zum Stanzen ausgeführt, und das abgeschrägte Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29), welches durch das R-Abschrägen oder das C-Abschrägen erhalten wird, kann an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 ausgebildet werden.
  • Zusätzlich kann die Festlegung von R und C jeweils durch das R-Abschrägen und das C-Abschrägen durch den vorstehend beschriebenen Bruchprozess mit den Stanzformen 10a, 10b und die existierende Technik zum Anpassen eines Freiraums unter Verwendung eines speziellen Werkzeugs oder dergleichen erzielt werden.
  • Zum Beispiel ermöglicht ein Vergrößern eines Freiraums zwischen der Form 10a und der Form 10b zum Stanzen bei der Fertigung des Wärmeverteilers 3 einen Vorgang zum Vergrößern von R, was eine Größe der Absenkung ist. Der Freiraum zwischen den Stanzformen 10a, 10b ist vorzugsweise groß und die absinkende Oberfläche 9, die C-Oberfläche 29 brauchen in der Größe nicht mehr reduziert zu werden als notwendig, was Kosten von Ersatzklingen aufgrund von Abnutzung der Formen 10a, 10b und Wartungszeit sparen kann. Dies führt zu dem Vorteil, dass keine Kosten entstehen.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann ein Einstellen von R in dem Bereich von 100 bis 300 µm einen Grat auf 10 µm oder weniger begrenzen, wobei der Grat nach dem Stanzen an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 auftritt.
  • Auf diese Weise wird der existierende Bruchprozess ausgeführt, um den Isolierblattbereich 2 zu erhalten, welcher das abgeschrägte Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) aufweist, und somit kann die Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zu relativ geringen Kosten hergestellt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • (Aufbau)
  • 4 ist eine erklärende Darstellung, die schematisch eine umgebende Struktur eines abgeschrägten Teils eines Wärmeverteilers 3 in einer Halbleitervorrichtung 52 zeigt, die eine zweite Ausführungsform ist. Eine in 4(a) gezeigte Anordnung korrespondiert zu dem fokussierten Bereich A1 in der in 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 51, und eine in 4(b) gezeigte Anordnung ist eine vergrößerte Darstellung eines fokussierten Bereichs in 4 (a).
  • Wie in 4 gezeigt, ist ein Isolierblattbereich 20 auf einer rückseitigen Oberflächenseite des Wärmeverteilers 3 angeordnet. Der Isolierblattbereich 20 weist eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht 20a und einer Metallschicht 20b (Metallschicht) auf, und eine Oberfläche der isolierenden Schicht 20a ist eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 verbunden, der eine absinkende Oberfläche 9 aufweist. Die isolierende Schicht 20a weist eine höhere thermische Leitfähigkeit als die des Formharzes 1 auf und weist gute Isolierungseigenschaften auf.
  • Auf diese Weise weist der Isolierblattbereich 20 einen Hauptrumpfabschnitt 20m und einen abgewinkelten Abschnitt 20x auf, wobei der Hauptrumpfabschnitt 20m die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 (außer der absinkenden Oberfläche 9) bildet, wobei der abgewinkelte Abschnitt 20x so ausgebildet ist, dass er von dem Hauptrumpfabschnitt 20m abgewinkelt ist und eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden ist. Die isolierende Schicht 20a und die Metallschicht 20b sind jede so ausgebildet, dass sie die gleiche Dicke in dem Hauptrumpfabschnitt 20m und in dem abgewinkelten Abschnitt 20x aufweisen, das heißt, dass der Isolierblattbereich 20, welcher den abgewinkelten Abschnitt 20x aufweist, so ausgebildet ist, dass er die gleichmäßige Dicke aufweist. Die isolierende Schicht 20a und die Metallschicht 20b sind jede vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das keine Deformation und Beschädigung des abgewinkelten Abschnitts 20x durch ein Fließen des Formharzes 1 während des Spritzpressverfahrens zulässt.
  • 4 zeigt die absinkende Oberfläche 9 als das abgeschrägte Teil, das an einem Endteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 ausgebildet ist, aber die C-Oberfläche 29 kann ähnlich wie in der ersten Ausführungsform anstelle der absinkenden Oberfläche 9 vorgesehen sein, und in diesem Fall weist der Isolierblattbereich 20 eine Anordnung auf, in welcher der abgewinkelte Abschnitt 20x eng mit der C-Oberfläche 29 verbunden ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist in der Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform der abgewinkelte Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 (isolierende Schicht 20a) eng mit der absinkenden Oberfläche 9 (C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 verbunden, um dadurch das Phänomen zuverlässig zu verhindern, bei dem das Formharz 1 während des Spritzpressverfahrens in den Bereich direkt unter der absinkenden Oberfläche 9 eindringt. Deshalb kann die Halbleitervorrichtung 52, welche die Anordnung ohne Leerräume direkt unter der absinkenden Oberfläche 9 aufweist, mit Zuverlässigkeit erhalten werden.
  • Der abgewinkelte Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 ist eng mit dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 verbunden, sodass die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform die Anordnung ohne den Raumbereich S2 (siehe 2) aufweist, welcher in der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zwischen dem Isolierblattbereich 20 und dem abgeschrägten Teil vorgesehen ist. Deshalb kann die Halbleitervorrichtung 52, die einen Wärmeleitwiderstand zwischen dem Wärmeverteiler 3 und dem Formharz 1 reduziert und verbesserte Isolierungseigenschaften aufweist, durch zuverlässiges Entfernen von Raum für in dem Raumbereich S2 ausgebildete Leerräume erzielt werden, wobei die Leerräume einen Einfluss auf die elektrische Entladung haben.
  • Die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform weist die auf diese Weise verbesserten Isolierungseigenschaften auf, und selbst in einem Fall, in welchem eine Spannung für eine lange Zeit an die Halbleitervorrichtung 52 angelegt wird wie bei einer eigentlichen Verwendung, ist eine Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 52 verbessert, was eine verlängerte Lebensdauer ermöglicht.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist der Isolierblattbereich 20, der den abgewinkelten Abschnitt 20x aufweist, so ausgebildet, dass er die gleichmäßige Dicke aufweist, sodass ein sich unter dem Isolierblattbereich befindender Raumbereich S20, der unter dem abgewinkelten Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 (Metallschicht 20b) unter dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29), wie in 4(b) gezeigt, ausgebildet ist. Deshalb ist der sich unter dem Isolierblattbereich befindende Raumbereich S20 mit dem Formharz 1 gefüllt, und somit weisen das Formharz 1 und der Isolierblattbereich 20 eine vergrößerte Verbundfläche dazwischen auf. Als eine Folge tritt ein Ablösen zwischen der isolierenden Schicht 20a und der Metallschicht 20b in dem Isolierblattbereich 20 und zwischen dem Isolierblattbereich 20 und dem Formharz 1 kaum auf, sodass die Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
  • Nachfolgend wird dieser Punkt detailliert beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, wird die Verbundfläche zwischen dem Formharz 1 und dem Isolierblattbereich 20 vergrößert, wodurch die Adhäsion des Übergangs zwischen der isolierenden Schicht 20a und der Metallschicht 20b und die Adhäsion des Übergangs zwischen dem Isolierblattbereich 20 und dem Formharz 1 verbessert wird. Deshalb kann eine Fehlerrate aufgrund der Isolierungseigenschaften in einem Schritt des Testens der Halbleitervorrichtung 52 nach dem Zusammenbau reduziert werden. Insbesondere in einer Umgebung von wiederholter Kälte und Hitze während einer eigentlichen Verwendung kann das Ablösen an dem Übergang zwischen der isolierenden Schicht 20a und der Metallschicht 20b und das Ablösen an dem Übergang zwischen der isolierenden Schicht 20a und dem Formharz 1, welches an der Kante des Isolierblattbereichs 20 beginnt und von der Ausdehnung und dem Zusammenziehen der isolierenden Schicht 20a, der Metallschicht 20b und des Formharzes 1 verursacht wird, unterdrückt werden, was die verlängerte Lebensdauer der Vorrichtung ermöglicht.
  • 5 ist eine erklärende Darstellung, die Wirkungen der Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform zeigt. 5 korrespondiert zu einer vergrößerten Darstellung des fokussierten Bereichs A2 in 4(a).
  • Wie in 5 gezeigt, befindet sich ein Haftbereich (ein Bereich ohne Anlegen einer Spannung und ohne Einfluss auf eine Wärmeleitung), welcher die Spitze des fließenden Formharzes 1 ist, direkt unter der Metallschicht 20b, wenn das Spritzpressverfahren das Formharz 1 einfüllt, sodass, selbst wenn ein Leerraum (Aussparung) 13 erzeugt wird, der Leerraum 13 eine elektrische Leistungsfähigkeit der Halbleitervorrichtung 52 nicht nachteilig beeinträchtigt. Deshalb kann die Halbleitervorrichtung 52 Isolierungsausfälle und Wärmeleitschwächen reduzieren, wenn sie in der eigentlichen Ausrüstung für lange Zeit verwendet wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform weist ähnlich wie die Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform Abmessungseigenschaften auf, bei denen der Wärmeverteiler 3 eine Dicke von 0,5 mm bis 5,0 mm aufweist, R auf 100 µm oder mehr festgelegt ist, wenn die absinkende Oberfläche 9 als das abgeschrägte Teil durch das R-Abschrägen erhalten wird, und C auf 100 µm oder mehr festgelegt ist, wenn die C-Oberfläche 29 durch das C-Abschrägen erhalten wird.
  • Zusätzlich weist die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform die Abmessungseigenschaften auf, wie vorstehend beschrieben, sodass der sich unter dem Isolierblattbereich befindende Raumbereich S20 unter dem abgeschrägten Teil ausreichend mit dem Formharz 1 gefüllt ist, unter der Annahme, dass ein Füllmaterial 12, das in dem Formharz 1 generiert wird, eine Größe von ungefähr 50 µm aufweist, und somit kann ein Formdruck während des Spritzpressverfahrens ausreichend ausgeübt werden.
  • Als ein Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung 52, welche die hochstabile Anordnung aufweist, in welcher der sich unter dem Isolierblattbereich befindende Raumbereich S20 ohne Probleme mit dem Formharz 1 gefüllt wird, erhalten werden.
  • Auf diese Weise ergreift die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform Maßnahmen gegen Leerräume innerhalb des Formharzes 1, und die Halbleitervorrichtung 52 kann ähnlich der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform Probleme und Kosten des Verwendens von hochisolierenden Materialien (Harz) wie in der konventionellen Weise reduzieren.
  • 6 ist eine erklärende Darstellung, die einen Biegewinkel des abgewinkelten Abschnitts 20x zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m zeigt. Wie in 6 gezeigt, muss der abgewinkelte Abschnitt 20x in einem Biegewinkel AG zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m abgewinkelt werden, um eng mit der absinkenden Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbunden zu sein.
  • Zu dieser Zeit muss die isolierende Schicht 20a in einem Bereich liegen, in welchem keine Brüche auftreten, sodass der Biegewinkel AG vorzugsweise 15° oder weniger für die absinkende Oberfläche 9 beträgt und 45° oder weniger für die C-Oberfläche 29.
  • Deshalb wird die absinkende Oberfläche 9, wenn sie durch das R-Abschrägen ausgebildet wird, vorzugsweise so ausgebildet, dass der Biegewinkel AG des abgewinkelten Abschnitts 20x zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m in einen Bereich von 10° bis 15° fällt, und wenn sie durch das C-Abschrägen ausgebildet wird, wird die C-Oberfläche vorzugsweise so ausgebildet, dass der Biegewinkel AG des abgewinkelten Abschnitts 20x zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m 45° oder weniger beträgt.
  • Auf diese Weise wird, wenn die absinkende Oberfläche 9 als das abgeschrägte Teil ausgebildet wird, der Wärmeverteiler 3 in der Halbleitervorrichtung 52 so ausgebildet, dass der Winkel des abgewinkelten Abschnitts 20x zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m in den Bereich von 10° bis 15° fällt. Somit wird die Adhäsion der absinkenden Oberfläche 9, welche durch das R-Abschrägen erhalten wurde, zu dem Isolierblattbereich 20 (isolierende Schicht 20a) erfüllt, und die isolierende Schicht 20a erhält die Struktur ohne das Auftreten von Brüchen, sodass die Isolierungseigenschaften sehr verbessert werden können.
  • Ähnlich wird, wenn die C-Oberfläche 29 als das abgeschrägte Teil ausgebildet wird, der Wärmeverteiler 3 in der Halbleitervorrichtung 52 so ausgebildet, dass der Winkel des abgewinkelten Abschnitts 20x zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m 45° beträgt, sodass die Adhäsion der absinkenden Oberfläche 9, die durch das R-Abschrägen erhalten wurde, zu dem Isolierblattbereich 20 (isolierende Schicht 20a) erfüllt ist, und die isolierende Schicht 20a erhält die Anordnung ohne Auftreten von Brüchen, und somit können die Isolierungseigenschaften stark verbessert werden.
  • (Herstellungsverfahren)
  • Die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform kann durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung hergestellt werden, das die nachfolgenden Schritte (a) bis (c) aufweist.
  • Schritt (a): Der Wärmeverteiler 3, der die Oberfläche aufweist, auf der die Leistungselemente 4 angeordnet sind, wird gefertigt. Zu dieser Zeit wird der Festlegungsprozess (Schritt (a-1)) ähnlich der ersten Ausführungsform ausgeführt, um das abgeschrägte Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) auszubilden. Die Details des Prozesses einschließlich der existierenden Technik in dem Schritt (a) sind denjenigen der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform ähnlich.
  • Schritt (b): Der Isolierblattbereich 20 (21, 22), der aus der isolierenden Schicht 20a (21a, 22a) und der Metallschicht 20b (21b, 22b) ausgebildet wird, wird gefertigt. Der Isolierblattbereich 20, der in Schritt (b) gefertigt wird, weist, bevor er bearbeitet wird, die Anordnung auf, welche insgesamt die gleiche Ebene aufweist, nämlich die Anordnung ohne den abgewinkelten Abschnitt 20x (21x, 22x) und den Hauptrumpfabschnitt 20m (21m, 22m), während der in Schritt (b) gefertigte Isolierblattbereich 20 die Anordnung nach dem Bearbeiten aufweist, nämlich die Anordnung, welche den abgewinkelten Abschnitt 20x und den Hauptrumpfabschnitt 20m aufweist.
  • Schritt (c): Das Spritzpressverfahren des Versiegelns des Isolierblattbereichs 2 außer der rückseitigen Oberfläche der Metallschicht 20b in dem Hauptrumpfabschnitt 20m, des Wärmeverteilers 3, der Leistungselemente 4, der gesamten Aluminiumdrähte 5, des Teils der Signalanschlüsse 6 und des Teils des Hauptanschlusses 7 mit dem Formharz 1 wird durchgeführt.
  • Ähnlich der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform werden anschließende Prozesse nach dem Schritt (c) ausgeführt.
  • (Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts)
  • Weiter wird in der Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform in dem Fall, in welchem der Schritt (b) den Isolierblattbereich 20 (21) vor dem Bearbeiten fertigt, ein nachstehender Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts zum Erhalten des Isolierblattbereichs 20 nach dem Bearbeiten als ein Schritt (c-1) ausgeführt, der in dem Schritt (c) enthalten ist.
  • Schritt (c-1): Nachdem der Isolierblattbereich 20 (21) vor dem Bearbeiten in einem aus Formen (obere Form, untere Form) gebildeten Hohlraum angeordnet wurde, wird die montierte Rahmenstruktur, die bis zu einem Wirebond-Schritt vervollständigt ist, in einer vorbestimmten Position in den Hohlraum gesetzt. Dann wird ein Bereich, der zu dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten korrespondiert, durch Formspannen mit den Formen abgewinkelt, und somit werden der Hauptrumpfabschnitt 20m und der abgewinkelte Abschnitt 20x ausgebildet, wobei der Hauptrumpfabschnitt 20m die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 bildet, wobei der abgewinkelte Abschnitt 20x so ausgebildet wird, dass er von dem Hauptrumpfabschnitt 20m abgewinkelt und eng mit dem abgeschrägten Teil verbunden ist.
  • Anschließend führt ein Spritzpressverfahren das Formharz 1 ein, um den Hohlraum in den Formen zu füllen, und härtet das Formharz 1 und den Isolierblattbereich 20 durch das Anwenden von Hitze und Druck. Als eine Folge ist nach dem Spritzpressverfahren in dem Schritt (c) der Hauptrumpfabschnitt 20m des Isolierblattbereichs 20 eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 außer dem abgeschrägten Teil verbunden, und der abgewinkelte Abschnitt 20x ist eng mit dem abgeschrägten Teil des Wärmeverteilers 3 verbunden.
  • (Erster Aspekt (Verwenden des Isolierblattbereichs 20 nach dem Bearbeiten))
  • Ein Schritt (b-1) in einer frühen Phase des Schritts (b) fertigt den Isolierblattbereich 20, der den abgewinkelten Abschnitt 20x aufweist, welcher zu dem abgeschrägten Teil des Wärmeverteilers 3 korrespondiert, im Voraus. In einem ersten Aspekt wird der Isolierblattbereich 20 nach dem Bearbeiten ohne den vorstehend genannten Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts erhalten.
  • Für den Einsatz des ersten Aspekts wird das Spritzpressverfahren ausgeführt, nachdem der Isolierblattbereich 20 und die montierte Rahmenstruktur (einschließlich dem Wärmeverteiler 3) in dem innerhalb der Formen gebildeten Hohlraum in einem die Position betreffenden Verhältnis so angeordnet sind, dass die Oberfläche der isolierenden Schicht 20a in dem abgewinkelten Abschnitt 20x dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 gegenüberliegt.
  • Dann tritt ein Haftbereich, welcher die Spitze des fließenden Formharzes 1 ist, in einen sich unter dem Isolierblattbereich befindenden Raumbereich S20 ein, der sich unter der Metallschicht 20b befindet, die den abgewinkelten Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 bildet. Nach dem Abschließen des Einspritzens des Formharzes 1, wenn das Formharz 1 gehärtet wird, während ein Druck aufrecht erhalten wird, wird der abgewinkelte Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 (isolierende Schicht 20a) sehr eng mit der absinkenden Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbunden, und das isolierende Material, welches die isolierende Schicht 20a bildet, wird ebenfalls gehärtet, was ermöglicht, dass der Isolierblattbereich 20 in einem Zustand ist, dass er stark mit dem Wärmeverteiler 3 verbunden ist. Der Haftbereich kann durch Entleeren des Hohlraums über ein Luftventil an der Seite gegenüber eines Einlasses (Harzeinlass) in Bezug auf den Hohlraum zu der Außenseite des Hohlraums, und zwar der Außenseite der Halbleitervorrichtung 52 transportiert werden.
  • Eine Länge eines Vorsprungs, mit welcher ein Kantenteil des Isolierblattbereichs 20 von dem Wärmeverteiler 3 vorsteht, wird durch eine bewertete Kapazität der Halbleitervorrichtung 52 und durch einen notwendigen Kriechstromabstand zwischen dem Wärmeverteiler 3 und der Metallschicht 20b bestimmt. Zum Beispiel besteht kein Problem, wenn der Isolierblattbereich 20 eine Länge des Vorsprungs von ungefähr 1,5 mm von dem Wärmeverteiler 3 in der Halbleitervorrichtung 52 aufweist, welche eine bewertete Kapazität von 1200 V aufweist. Das Gleiche trifft auch auf die Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zu. Zum Beispiel besteht kein Problem, wenn der Isolierblattbereich 2 eine Länge des Vorsprungs von ungefähr 1,5 mm von dem Wärmeverteiler 3 in der Halbleitervorrichtung 51 aufweist, die eine bewertete Kapazität von 1200 V aufweist.
  • (Zweiter Aspekt und dritter Aspekt (Verwenden des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten))
  • In einem zweiten Aspekt und einem dritten Aspekt wird der Schritt (b) durch Verwenden des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten in der flachen Struktur durchgeführt, welche die gleiche Ebene aufweist. Deshalb wird ein nachfolgend beschriebener Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts als der Schritt (c-1) ausgeführt, der in dem Schritt (c) enthalten ist.
  • Der zweite und dritte Aspekt basieren darauf, dass das Spritzpressverfahren ausgeführt wird, nachdem der Isolierblattbereich 20 vor dem Bearbeiten und die montierte Rahmenstruktur (inklusive dem Wärmeverteiler 3) in dem innerhalb der Formen gebildeten Hohlraum in einem die Position betreffenden solchen Verhältnis angeordnet sind, dass ein Teil des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten von der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 vorsteht.
  • 7 und 8 sind Querschnittsansichten, die Details des Formungsprozesses des abgewinkelten Abschnitts (zweiter und dritter Aspekt) zeigen. Wie in 7 gezeigt, befindet sich in dem zweiten Aspekt ein feststehender Stift 14, der nach oben (+Z-Richtung) vorsteht, auf der unteren Form (nicht gezeigt) zur Formung. Somit wird, wenn der Wärmeverteiler 3 und der Isolierblattbereich 20 in dem Hohlraum innerhalb der oberen Form und der unteren Form zur Formung in dem Spritzpressverfahren untergebracht sind, ein Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 20 durch den feststehenden Stift 14 nach oben gedrückt, sodass die isolierende Schicht 20a während des Formenpressens mit der oberen Form und der oberen Form eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden wird.
  • Als ein Ergebnis wird der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 20 abgewinkelt, sodass der abgewinkelte Abschnitt 20x, der von dem Hauptrumpfabschnitt 20m abgewinkelt ist, sodass er eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden ist, in dem Zustand ausgebildet werden kann, in welchem ein Druck bis spätestens nach dem Vervollständigen des Füllens mit dem Formharz 1 aufrecht erhalten wird. Das Formharz 1 wird gehärtet, nachdem der abgewinkelte Abschnitt 20x ausgebildet ist, was die isolierende Schicht 20a in dem abgewinkelten Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 an die absinkende Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbinden kann.
  • Andererseits kann wie in dem in 8 gezeigten dritten Aspekt ein beweglicher Stift 15 anstelle des in 14 gezeigten feststehenden Stifts 14 vorgesehen sein, wobei der bewegliche Stift 15 während des Vorstehens von der unteren Form zur Formung (nicht gezeigt) nach oben vorsteht, wobei mindestens ein Teil des beweglichen Stifts 15 in der unteren Form aufgenommen ist, während er aufgenommen ist. In 8 zeigen die vollen Linien und die unterbrochenen Linien jeweils den Zustand, in dem der bewegliche Stift 15 aufgenommen ist, und den Zustand, in dem der bewegliche Stift 15 vorsteht.
  • Für den dritten Aspekt wird der bewegliche Stift 15 von dem aufgenommenen Zustand zu dem vorstehenden Zustand verändert, nachdem der Wärmeverteiler 3 und der Isolierblattbereich 20 in dem Hohlraum innerhalb der oberen Form und der unteren Form zur Formung untergebracht sind. Dann wird der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 20 durch den beweglichen Stift 15 nach oben gedrückt, während der bewegliche Stift 15 vorsteht, sodass die isolierende Schicht 20a eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden wird.
  • Als ein Ergebnis werden ähnlich wie in dem zweiten Aspekt der abgewinkelte Abschnitt 20x und der Hauptrumpfabschnitt 20m erhalten, und die isolierende Schicht 20a in dem abgewinkelten Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 2 kann an die absinkende Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbunden werden.
  • Für den dritten Aspekt wird in dem Zustand des Ausbildens des abgewinkelten Abschnitts 20x der bewegliche Stift 15 von dem vorstehenden Zustand zu dem aufgenommenen Zustand verändert, bevor das Formharz 1 gehärtet wird, und der bewegliche Stift 15 wird vorzugsweise aus dem Bereich, in welchem das Formharz 1 geformt wird, herausgezogen. Der Grund ist, dass der bewegliche Stift 15 in der unteren Form aufgenommen ist, während er aufgenommen ist, das heißt, der Spitzenbereich des beweglichen Stifts 15 wird bis auf die Oberfläche des Hohlraums abgesenkt, was bewirkt, dass keine Spur einer Stifttiefe des beweglichen Stifts 15 in der Oberfläche des Gehäuses des Formharzes 1 nach dem Vervollständigen der Halbleitervorrichtung 52 zurückbleibt.
  • (Vierter Aspekt (Verwenden des Isolierblattbereichs 21 vor dem Bearbeiten))
  • In einem vierten Aspekt wird der Schritt (b) durch Verwenden des Isolierblattbereichs 21 vor dem Bearbeiten in der flachen Struktur ausgeführt, welche die gleiche Ebene aufweist. Dann wird ein nachfolgend beschriebener Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts als der Schritt (c-1) ausgeführt, der in dem Schritt (c) enthalten ist.
  • 9 ist eine erklärende Darstellung, die Details des Formungsprozesses des abgewinkelten Abschnitts (vierter Aspekt) zeigt. 9(a) ist eine erklärende Darstellung, die ein Verhältnis zwischen dem Wärmeverteiler 3 und dem Isolierblattbereich 21 vor dem Bearbeiten in dem Schritt (b) zeigt. 9 (b) ist eine Querschnittsansicht, die ein Verhältnis zwischen dem Wärmeverteiler 3 und dem Isolierblattbereich 21 nach dem Bearbeiten während des Formungsprozesses des abgewinkelten Abschnitts als den Schritt (c-1) zeigt.
  • Wie in 9(a) gezeigt, fertigt der Schritt (b) den Isolierblattbereich 21 anstelle des Isolierblattbereichs 20, wobei der Isolierblattbereich 21 die laminierte Struktur aus der isolierenden Schicht 21a und der Metallschicht 21b (Metallschicht) aufweist, wobei die isolierende Schicht 21a und die Metallschicht 21b bis auf einen Überstand 16 die gleiche Ebene aufweisen. Zusätzlich unterscheidet sich der Isolierblattbereich 21 von dem Isolierblattbereich 20 dadurch, dass der Isolierblattbereich 21 den Überstand 16 auf der rückseitigen Oberfläche des Spitzenbereichs der Metallschicht 21b aufweist. Ein Harzmaterial, das hervorragende Verarbeitungseigenschaften, Isolierungseigenschaften und Adhäsionseigenschaften aufweist, wird für den Überstand 16 bevorzugt.
  • Der vierte Aspekt basiert darauf, dass das Spritzpressverfahren ausgeführt wird, nachdem der Isolierblattbereich 21 vor dem Bearbeiten und die montierte Rahmenstruktur (inklusive dem Wärmeverteiler 3) in dem innerhalb der Formen gebildeten Hohlraum in einem die Position betreffenden solchen Verhältnis angeordnet sind, dass die Oberfläche des Isolierblattbereichs 21 (isolierende Schicht 21a), die zu dem Überstand 16 korrespondiert, von der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 vorsteht.
  • Wie in 9(b) gezeigt, wird in dem vierten Aspekt mit dem Überstand 16 auf der rückseitigen Oberfläche des Spitzenbereichs der Metallschicht 21b des Isolierblattbereichs 21, wenn der Wärmeverteiler 3 und der Isolierblattbereich 21 in dem Hohlraum innerhalb der oberen Form und der unteren Form zur Formung in dem Spritzpressverfahren untergebracht sind, der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 21 durch den Überstand 16 diagonal nach oben rechts in der Darstellung gedrückt, sodass die isolierende Schicht 21a während des Formpressens mit der oberen Form und der unteren Form eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden wird.
  • Als eine Folge wird der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 21 abgewinkelt, sodass der abgewinkelte Abschnitt 21x, der von dem Hauptrumpfabschnitt 21m so abgewinkelt ist, dass er eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden ist, in dem Zustand ausgebildet werden kann, in welchem ein Druck bis spätestens nach dem Vervollständigen des Füllens mit dem Formharz 1 aufrecht erhalten wird. Das Formharz 1 wird gehärtet, nachdem der abgewinkelte Abschnitt 21x ausgebildet ist, was die isolierende Schicht 21a in dem abgewinkelten Abschnitt 21x des Isolierblattbereichs 21 an die absinkende Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbinden kann.
  • (Fünfter Aspekt (Verwenden des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten))
  • In einem fünften Aspekt wird der Schritt (b) durch Verwenden des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten in der flachen Struktur ausgeführt, welche die gleiche Ebene aufweist. Dann wird ein nachfolgend beschriebener Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts als der Schritt (c-1) ausgeführt, der in dem Schritt (c) enthalten ist.
  • Der fünfte Aspekt basiert darauf, dass das Spritzpressverfahren ausgeführt wird, nachdem der Isolierblattbereich 20 vor dem Bearbeiten und die montierte Rahmenstruktur (inklusive dem Wärmeverteiler 3) in dem innerhalb der Formen gebildeten Hohlraum in einem die Position betreffenden solchen Verhältnis angeordnet sind, dass ein Teil des Isolierblattbereichs 20 vor dem Bearbeiten von der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 vorsteht.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht, die Details des Formungsprozesses des abgewinkelten Abschnitts (fünfter Aspekt) zeigt. Wie in 10 gezeigt, sieht der fünfte Aspekt ein vorstehendes Teil 17x auf einem Teil einer Oberfläche der unteren Form 17 zur Formung vor, um dadurch eine Vertiefung in dem Hohlraum vorzusehen, die ein Bereich ist, in dem das Formharz 1 eingespritzt wird, wobei der Hohlraum aus der oberen Form und der unteren Form 17 gebildet wird. Somit sind der Wärmeverteiler 3 und der Isolierblattbereich 20 in dem Hohlraum untergebracht, sodass eine schräge Oberfläche des vorstehenden Teils 17x der absinkenden Oberfläche 9 in dem Spritzpressverfahren gegenüberliegt, sodass der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 20 durch das vorstehende Teils 17x diagonal nach oben gedrückt wird, sodass die isolierende Schicht 20a während des Formpressens mit der oberen Form und der unteren Form eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden wird.
  • Als eine Folge wird der Spitzenbereich des Isolierblattbereichs 20 abgewinkelt, sodass der abgewinkelt Abschnitt 20x, der von dem Hauptrumpfabschnitt 20m so abgewinkelt ist, dass er eng mit der absinkenden Oberfläche 9 verbunden ist, in dem Zustand ausgebildet werden kann, in welchem ein Druck bis spätestens nach dem Vervollständigen des Füllens mit dem Formharz 1 aufrecht erhalten wird. Das Formharz 1 wird gehärtet, nachdem der abgewinkelte Abschnitt 20x ausgebildet ist, was die isolierende Schicht 20a in dem abgewinkelten Abschnitt 20x des Isolierblattbereichs 20 an die absinkende Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 verbinden kann.
  • Für die absinkende Oberfläche 9 als das abgeschrägte Teil ist das vorstehende Teil 17x der unteren Form 17 zur Formung mit einer schrägen Oberfläche versehen, sodass ein Winkel des abgewinkelten Abschnitts 20x einer biegsamen Form des Isolierblattbereichs 20 zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m in einen Bereich von 10° bis 15° fällt. Für die C-Oberfläche 29 als das abgeschrägte Teil ist das vorstehende Teil 17x der unteren Form 17 zur Formung mit einer schrägen Oberfläche versehen, sodass ein Winkel des abgewinkelten Abschnitts 20x einer biegsamen Form des Isolierblattbereichs 20 zu dem Hauptrumpfabschnitt 20m 45° beträgt.
  • (Sechster Aspekt (Verwenden des Isolierblattbereichs 22 nach der Bearbeitung))
  • 11 ist eine erklärende Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einem in einem sechsten Aspekt vorgesehenen Isolierblattbereich 22 und dem Wärmeverteiler 3 zeigt. 11(a) ist eine erklärende Darstellung, die ein Verhältnis zwischen dem Wärmeverteiler 3 und dem Isolierblattbereich 22 zeigt, und 11(b) ist eine Querschnittsansicht, die Details des Spritzpressverfahrens zeigt.
  • Wie in 11 (a) gezeigt, wird der sechste Aspekt durch Verwenden des Isolierblattbereichs 22 ausgeführt, der die laminierte Struktur aus der isolierenden Schicht 22a und der Metallschicht 22b (Metallschicht) aufweist. Der Isolierblattbereich 22 unterscheidet sich von dem Isolierblattbereich 20 dadurch, dass die isolierende Schicht 22a des Isolierblattbereichs 22 eine geneigte Oberfläche 23 einer Form aufweist, die in der Lage ist, eng mit der absinkenden Oberfläche 9 (C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 verbunden zu werden, und dass die isolierende Schicht 22a eine unterschiedliche Höhe mit unterschiedlichen Dicken an einer Seite des niedrigeren Teils und einer Seite des höheren Teils der geneigten Oberfläche 23 aufweist. Deshalb weist der Isolierblattbereich 22 den Bereich auf der Seite des niedrigeren Teils als den Hauptrumpfabschnitt 22m und den Bereich, auf dem die geneigte Oberfläche 23 ausgebildet ist, als den abgewinkelten Abschnitt 22x auf.
  • Auf diese Weise fertigt in dem sechsten Aspekt der Schritt (b-1) in einer frühen Phase des Schritts (b) den Isolierblattbereich 22 nach dem Bearbeiten, in welchem die isolierende Schicht 22a die geneigte Oberfläche 23 aufweist, die zu dem abgeschrägten Teil des Wärmeverteilers 3 korrespondiert im Voraus. Deshalb erhält der sechste Aspekt den Isolierblattbereich 22 nach dem Bearbeiten ohne den Formungsprozess des abgewinkelten Abschnitts.
  • Für den Einsatz des sechsen Aspekts wird angenommen, dass das Spritzpressverfahren ausgeführt wird, nachdem der Isolierblattbereich 22 und der Wärmeverteiler 3 in dem innerhalb der Formen gebildeten Hohlraum in einem die Position betreffenden solchen Verhältnis angeordnet sind, dass die geneigte Oberfläche 23 der isolierenden Schicht 22a dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 gegenüberliegt. Zu dieser Zeit wird die Oberfläche der isolierenden Schicht 22a auf der Seite des niedrigeren Teils eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers 3 verbunden.
  • Deshalb sind in dem Spritzpressverfahren, das in dem Schritt (c) ausgeführt wird, wie in 11 (b) gezeigt, die absinkende Oberfläche 9 des Wärmeverteilers 3 und die geneigte Oberfläche 23 der isolierenden Schicht 22a, während sie eng miteinander verbunden werden, in dem Hohlraum untergebracht, und das Formharz 1 wird, nachdem es eingespritzt ist, gehärtet. Als eine Folge kann der Isolierblattbereich 22 ähnlich dem ersten Aspekt den Zustand einnehmen, dass es eng mit dem Wärmeverteiler 3 verbunden ist.
  • Für die absinkende Oberfläche 9 als das abgeschrägte Teil ist die geneigte Oberfläche 23 der isolierenden Schicht 22a so vorgesehen, dass der abgewinkelte Abschnitt 22x des Isolierblattbereichs 22 eine Form aufweist, die mit einem Winkel von 10° bis 15° zu dem Hauptrumpfabschnitt 22m abgewinkelt ist. Für die C-Oberfläche 29 als das abgeschrägte Teil ist die geneigte Oberfläche 23 der isolierenden Schicht 22a so vorgesehen, dass der abgewinkelte Abschnitt 22x des Isolierblattbereichs 22 eine Form aufweist, die mit einem Winkel von 45° zu dem Hauptrumpfabschnitt 22m abgewinkelt ist.
  • Auf diese Weise wird jeder des ersten bis sechsten Aspekts durch Verwenden des Isolierblattbereichs 20 (21, 22) ausgeführt, das den abgewinkelten Abschnitt 20x (21 x, 22x) aufweist, und somit kann die Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform, welche die Anordnung aufweist, in welcher der abgewinkelte Abschnitt 20x eng mit dem abgeschrägten Teil (absinkende Oberfläche 9, C-Oberfläche 29) des Wärmeverteilers 3 verbunden ist, zu relativ geringen Kosten hergestellt werden.
  • Zusätzlich haben der erste und der sechste Aspekt den Isolierblattbereich 20 (22) nach dem Bearbeiten in dem Stadium des Schritts (b) erhalten, sodass der erste und der sechste Aspekt den Isolierblattbereich 20 (22) vor dem Spritzpressverfahren in dem Schritt (c) mit dem Wärmeverteiler 3 verbinden können.
  • Anwendung
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anwendung der Halbleitervorrichtung 51 in der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 12 gezeigt, wird die rückseitige Oberfläche der Metallschicht 2b, die in der Halbleitervorrichtung 51 von dem Formharz 1 freigelegt ist, mit einer Kühllamelle 19 mit einem Lötmittel 18 dazwischen verbunden.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anwendung der Halbleitervorrichtung 52 in der zweiten Ausführungsform zeigt. Wie in 13 gezeigt, ist die rückseitige Oberfläche der Metallschicht 20b, die in der Halbleitervorrichtung 52 von dem Formharz 1 freigelegt ist, mit einer Kühlrippe 19 mit einem Lötmittel 18 dazwischen verbunden. Zusätzlich ist der Isolierblattbereich 20 in 13 gezeigt, aber der Isolierblattbereich 21 (siehe 9) oder der Isolierblattbereich 22 (siehe 11) können anstelle des Isolierblattbereichs 20 verwendet werden.
  • Wie in 12 und 13 gezeigt, wird, um die Metallschicht 2b (20b) und die Kühlrippe 19 ohne ein Fett zu verbinden, eine Lötmittelverbindung mit dem Lötmittel 18 eingesetzt. Wie vorstehend beschrieben, tritt das Ablösen an dem Übergang zwischen der isolierenden Schicht 2a (20a) und der Metallschicht 2b (20b) und an dem Übergang zwischen dem Isolierblattbereich 2 (20) und dem Formharz 1 kaum auf, sodass die Halbleitervorrichtungen 51, 52 eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
  • Leistungsmodule, die zu den Halbleitervorrichtungen 51, 52 korrespondieren, sind mit einem Fett montiert worden, was zu einer Erhöhung eines Wärmeleitwiderstands führt. Andererseits weisen, wie in 12 und 13 gezeigt, die Halbleitervorrichtungen 51, 52 die hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtungen an sich zum Beispiel durch Reduzieren des Wärmeleitwiderstands zwischen dem Wärmeverteiler 3 und dem Formharz 1 auf. Aus diesem Grund wird die Kühlrippe 19 durch Einsetzen des Lötmittelverbindens montiert, was die vorstehend beschriebene Erhöhung des Wärmeleitwiderstands umgehen kann.
  • Auf diese Weise können die Anwendungen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, die in 12 und 13 gezeigt sind, Wirkungen haben, dass die Halbleitervorrichtung 51 (52) einschließlich der Kühlrippe 19 zu relativ geringen Kosten erhalten werden kann, ohne ein teures Fett zusätzlich zu einem teuren hochwärmeleitenden isolierenden Blatt einzusetzen.
  • Weiter vergrößert ein Verwenden des Isolierblattbereichs 20, der den abgewinkelten Abschnitt 20x aufweist, die Fläche des abgewinkelten Abschnitts 20x, was die Adhäsion des Übergangs zwischen der Metallschicht 20b und dem Formharz 1 weiter erhöht, und somit kann die Zuverlässigkeit der Vorrichtung an sich weiter verbessert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 Formharz; 2, 20 bis 22 Isolierblattbereich; 2a, 20a bis 22a isolierende Schicht; 2b, 20b bis 22b Metallschicht; 3 Wärmeverteiler; 4 Leistungselement; 6 Signalanschluss; 7 Hauptanschluss; 9 absinkende Oberfläche; 10a obere Form; 10b, 17 untere Form; 12 Füllmaterial; 13 Leerraum; 14 feststehender Stift; 15 beweglicher Stift; 16 Überstand; 18, 28 Lötmittel; 19 Kühlrippe

Claims (7)

  1. Halbleitervorrichtung (52), die eine Anordnung aufweist, in der ein Halbleiterelement (4) mit einem Formharz (1) versiegelt ist, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist: einen Wärmeverteiler (3), der eine Oberfläche aufweist, auf der das Halbleiterelement angeordnet ist; und einen Isolierblattbereich (20), der auf einer rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers angeordnet ist, wobei der Isolierblattbereich eine laminierte Struktur aus einer isolierenden Schicht (20a), die eine höhere thermische Leitfähigkeit als die des Formharzes aufweist, und einer Metallschicht (20b) aufweist, wobei die isolierende Schicht eng mit der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers verbunden ist, der Wärmeverteiler ein abgeschrägtes Teil (9, 29) aufweist, das durch R-Abschrägen oder C-Abschrägen an einem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche davon erhalten wird, der Isolierblattbereich (20, 21, 22) einen Hauptrumpfabschnitt (20m, 21m, 22m) und einen abgewinkelten Abschnitt (20x, 21x, 22x) aufweist, wobei der Hauptrumpfabschnitt die gleiche Ebene entlang der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers bildet, wobei der abgewinkelte Abschnitt einen Oberflächenbereich aufweist, der so ausgebildet ist, dass er von dem Hauptrumpfabschnitt abgewinkelt und eng mit dem abgeschrägten Teil verbunden ist und wobei ein Kantenteil des Isolierblattbereichs (20, 21, 22) von dem Wärmeverteiler (3) vorsteht, und das Formharz das Halbleiterelement, den Wärmeverteiler und den Isolierblattbereich bis auf eine rückseitige Oberfläche der Metallschicht in dem Hauptrumpfabschnitt versiegelt.
  2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Isolierblattbereich, der den abgewinkelten Abschnitt aufweist, so ausgebildet ist, dass er eine gleichmäßige Dicke aufweist.
  3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Wärmeverteiler eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm aufweist, und das abgeschrägte Teil für das R-Abschrägen R (Radius) auf 100 µm oder mehr festgelegt hat und für das C-Abschrägen C (Abschrägung) auf 100 µm oder mehr festgelegt hat.
  4. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der abgewinkelte Abschnitt mit einem Winkel in einem Bereich abgewinkelt ist, in welchem keine Brüche in der isolierenden Schicht auftreten.
  5. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das abgeschrägte Teil durch das R-Abschrägen erhalten wird und der abgewinkelte Abschnitt mit einem Winkel in einem Bereich von 10° bis 15° gegenüber dem Hauptrumpfabschnitt abgewinkelt ist.
  6. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das abgeschrägte Teil durch das C-Abschrägen erhalten wird und der abgewinkelte Abschnitt mit einem Winkel von 45° gegenüber dem Hauptrumpfabschnitt abgewinkelt ist.
  7. Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung (52) gemäß Anspruch 1, aufweisend die Schritte: (a) Fertigen des Wärmeverteilers (3), der die Oberfläche aufweist, auf welcher das Halbleiterelement (4) angeordnet ist; (b) Fertigen des Isolierblattbereichs (20, 21, 22) vor dem Bearbeiten, wobei der Isolierblattbereich insgesamt die gleiche Ebene aufweist; und (c) Ausführen eines Spritzpressverfahrens des Versiegelns des Isolierblattbereichs bis auf die rückseitige Oberfläche der Metallschicht in dem Hauptrumpfabschnitt, des Wärmeverteilers und des Halbleiterelements mit dem Formharz, wobei der Schritt (a) den Schritt (a-1) des Ausführens eines Bruchprozesses mit Stanzformen (10a, 10b) aufweist, um das abgeschrägte Teil (9, 29) an dem äußeren Umfangsendteil der rückseitigen Oberfläche des Wärmeverteilers auszubilden, und der Schritt (c) den Schritt (c-1) des Ausführens eines Formungsprozesses des abgewinkelten Abschnitts zum Vorsehen des Hauptrumpfabschnitts und des abgewinkelten Abschnitts durch Biegen eines Bereichs aufweist, der zu dem abgeschrägten Teil des Isolierblattbereichs vor dem Bearbeiten korrespondiert, auf solche Art, dass das abgeschrägte Teil eng mit dem abgewinkelten Abschnitt verbunden ist.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165089B (zh) * 2014-03-28 2020-06-09 三菱电机株式会社 半导体模块以及搭载有半导体模块的驱动装置
JP2016162888A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 株式会社デンソー 電子装置
JP6852011B2 (ja) 2018-03-21 2021-03-31 株式会社東芝 半導体装置
JP7069082B2 (ja) * 2019-05-08 2022-05-17 三菱電機株式会社 電力用半導体装置およびその製造方法
DE102021000469A1 (de) * 2021-01-30 2022-08-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Elektronische Vorrichtung
WO2024097375A2 (en) * 2022-11-03 2024-05-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Tim-free heat spreader

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008119410A (ja) 2006-11-15 2008-05-29 Kokuyo Co Ltd 椅子
WO2013124988A1 (ja) 2012-02-22 2013-08-29 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583283A (en) * 1982-03-26 1986-04-22 Motorola, Inc. Electrically isolated semiconductor power device
GB2124500B (en) 1982-07-22 1986-04-30 Mazzocco Thomas R Improved fixation system for intraocularers structures
JPS5967944U (ja) * 1982-10-27 1984-05-08 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 樹脂封止型半導体装置
JPH02114943A (ja) 1988-10-25 1990-04-27 Hitachi Medical Corp Ｍｒｉ装置
JPH02114943U (de) * 1989-02-28 1990-09-14
JP3544757B2 (ja) 1995-08-28 2004-07-21 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置及びその製造方法
JP3740116B2 (ja) 2002-11-11 2006-02-01 三菱電機株式会社 モールド樹脂封止型パワー半導体装置及びその製造方法
US20060199309A1 (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Sommer Jared L High thermal conductive compounds
JP4904104B2 (ja) * 2006-07-19 2012-03-28 三菱電機株式会社 半導体装置
JP5119981B2 (ja) 2008-03-04 2013-01-16 株式会社デンソー モールドパッケージ
JP4748173B2 (ja) * 2008-03-04 2011-08-17 株式会社デンソー 半導体モジュール及びその製造方法
JP5279632B2 (ja) * 2009-06-25 2013-09-04 三菱電機株式会社 半導体モジュール
JP2012186393A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Fujitsu Ltd 電子装置、携帯型電子端末機、及び電子装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008119410A (ja) 2006-11-15 2008-05-29 Kokuyo Co Ltd 椅子
WO2013124988A1 (ja) 2012-02-22 2013-08-29 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
DE112012005920T5 (de) 2012-02-22 2014-11-27 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

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