DE112015002348T5 - Halbleitervorrichtung für elektrische Energie - Google Patents

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electrode
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Masayoshi Shinkai
Hiroyuki Harada
Junji Fujino
Mikio Ishihara
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Vorgesehen sind: eine keramische Platte (2), ein Halbleiterelement für elektrische Energie (3), auf dessen einer Oberfläche eine Elektrode (z.B. 3a, 3e) ausgebildet ist und dessen andere Oberfläche an die keramische Platte 2 gebondet ist; ein Leitungsanschluss (62), dessen eine Endseite an die Elektrode gebondet ist, und dessen andere Endseite mit einer Außenseite hiervon elektrisch verbunden werden kann; und ein Abdichtungselement (7), mit welchem das Halbleiterelement für elektrische Energie (3) abdichtend mit einem Abschnitt im Leitungsanschluss (62) verbunden ist, welcher an die Elektrode gebondet ist; wobei in der Nähe eines Endes (62e) der einen Endseite des Leitungsanschlusses (62) eine geneigte Oberfläche (62t) ausgebildet ist, wobei sich der Abstand der geneigten Oberfläche (62t) zur Leiterplatte (2) in Richtung des Endes (62e) erhöht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung für elektrische Energie, und insbesondere ihren Aufbau, bei welchem ein Leitungsanschluss für eine elektrische Verbindung zu einer Hauptelektrode eines Halbleiterelements für elektrische Energie verwendet wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Für Produkte im gesamten Bereich von industriellen Geräten bis hin zur Unterhaltungselektronik / Informationsterminals ist der Einsatz von Halbleitervorrichtungen für elektrische Energie weit verbreitet. Wenn die Halbleitervorrichtungen in der Unterhaltungselektronik installiert werden, ist es erforderlich, dass sie eine hohe Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit aufweisen, damit sie in einer großen Vielfalt an Produkten verwendet sowie kompakt und leicht gebaut werden können.
  • Zugleich ist es erforderlich, dass die Halbleitervorrichtungen eine Gehäusekonfiguration bzw. eine Ausstattung aufweisen, welche für Siliciumcarbid-Halbleiter verwendbar ist, da diese höchstwahrscheinlich zukünftig aufgrund der hohen Betriebstemperaturen und der außergewöhnlichen Effizienz zum Standardprodukt werden.
  • Da es in Halbleitervorrichtungen für elektrische Energie zu hohen Spannungen und Strömen kommen kann und deshalb eine hohe Wärmeentwicklung auftritt, werden häufig keramische Platten als isolierende Platten eingesetzt, weil sie eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um die entstehende Wärme effizient abzugeben. Weiterhin wird aufgrund des zunehmend dichteren Einsatzes von derartigen Halbleitervorrichtungen für elektrische Energie, eine Methode angewendet, bei der eine Elektrodenplatte aus Kupfer direkt auf die Hauptelektrode des Halbleiterelementes für elektrische Energie gelötet wird, um eine Schaltung mit hoher Stromdichte zu bilden.
  • Jedoch wird der Unterschied der linearen Expansionskoeffizienten (α) durch die Kombination aus einem anorganischen Element, wie z.B. einer Keramikplatte (α: 6 bis 7 ppm/K) und einem Metall, wie z.B. einer Elektrodenplatte aus Kupfer (α: 16 ppm/K) im Vergleich zur Kombination mit einer herkömmlichen Platte auf Harzbasis größer.
  • Folglich ist der Unterschied hinsichtlich einer Expansion/Kontraktion aufgrund von einer Temperaturveränderung groß, und daher können wegen der einhergehenden thermischen Belastung Bruchstellen oder ähnliche Beschädigungen leicht auftreten.
  • Aufgrund dessen besteht das Risiko, dass langfristig die Betriebssicherheit vermindert wird. Aus diesem Grund hat man eine Methode entwickelt, bei der die Peripherie des gebondeten Bereichs zwischen der Elektrodenplatte aus Kupfer und dem Halbleiterelement mit einem weichen Urethan-Harz und darauffolgend alles mit einem Epoxid-Harz abgedichtet wird.
  • Das bedeutet, dass ein Abdichtungselement in einer derartigen Weise gebildet wird, dass Materialien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften abhängig von ihren Regionen unterschiedlich eingesetzt werden, um dadurch Beanspruchungen zu reduzieren (vergleiche beispielsweise Patentdokument 1).
  • LITERATURLISTE
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldung JP 2006-351 737 A (Absätze 0020 bis 0027, 1)
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEMSTELLUNG FÜR DIE ERFINDUNG
  • Es gibt jedoch Grenzen bei der Einstellung der physikalischen Eigenschaften des Abdichtungselements. Demnach ist es schwierig, die Beanspruchungen nur durch die Anpassung der physikalischen Eigenschaften abzuschwächen. Wenn das Abdichtungselement mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften abhängig von den Regionen verwendet wird, wie bei dem Patentdokument, dann konzentriert sich die Belastung auf einen Bereich, in dem sich die physikalischen Eigenschaften ändern. Es können sich demnach Risse oder ähnliches bilden, so dass das Risiko besteht, dass die Zuverlässigkeit vielmehr abnimmt.
  • Die Erfindung dient der Lösung der oben beschriebenen Probleme, und die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Halbleitervorrichtung für elektrische Energie anzugeben, welche große Ströme bewältigen kann und äußerst zuverlässig ist.
  • MASSNAHMEN ZUM LÖSEN DER PROBLEME
  • Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung für elektrische Energie weist die folgenden kennzeichnenden Merkmale auf: eine Leiterplatte; ein Halbleiterelement für elektrische Energie, an dessen einer Oberfläche eine Elektrode ausgebildet ist und dessen andere Oberfläche an die Leiterplatte gebondet ist; einen Leitungsanschluss, dessen eine Endseite an die Elektrode gebondet ist und dessen andere Endseite mit einer Außenseite hiervon elektrisch verbunden werden kann; und ein Abdichtungselement, mit welchem das Halbleiterelement für elektrische Energie abdichtend mit einem Abschnitt im Leitungsanschluss verbunden ist, welcher an die Elektrode gebondet ist.
  • Weiterhin ist in der Nähe eines Endes der einen Endseite des Leitungsanschlusses eine geneigte Oberfläche ausgebildet, wobei sich der Abstand der geneigten Oberfläche zur Leiterplatte in Richtung des Endes erhöht.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Da die geneigte Oberfläche in der Nähe des Endes des Leitungsanschlusses ausgebildet ist und sich deren Abstand zur Leiterplatte erhöht, ist es mittels der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung für elektrische Energie möglich, die Spannungskonzentration am angrenzenden Bereich des Endes zu reduzieren. Dadurch ermöglicht die Halbleitervorrichtung große Ströme und ist äußerst betriebssicher.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A und 1B zeigen eine Draufsicht und eine Querschnittansicht zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 2A bis 2C zeigen jeweils eine Querschnittsansicht der verschiedenen Schritte zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 3 zeigt jeweils partielle Querschnittsansichten von jeweiligen Verlagerungen in Bereichen nahe den Enden der Leitungsanschlüsse eines herkömmlichen Beispiels und eines Ausführungsbeispiels zur Erläuterung der Funktion und Wirkung der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 4 zeigt eine partielle Querschnittsansicht eines Endbereichs eines Leitungsanschlusses zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Ausführungsform 1
  • 1 bis 3 stellen Abbildungen zur Erläuterung einer Konfiguration und eines Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung dar. Hierzu zeigen 1A eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung mit entferntem Dichtungsharz und 1B eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1A.
  • Weiterhin zeigt 2 Querschnittsansichten entsprechend 1B in verschiedenen Schritten zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie, und 3 zeigt partielle Querschnittsansichten von jeweiligen Verlagerungen nahe den Enden der Leitungsanschlüsse relativ zu den Halbleiterelementen für elektrische Energie in einem herkömmlichen Beispiel und bei einem erfindungsgemäßen Beispiel zum Zeitpunkt eines stattfindenden Temperaturwechsels von einer Raumtemperatur zu einer höheren Temperatur.
  • Weiterhin zeigt 4 eine partielle Querschnittsansicht eines Endbereichs des Leitungsanschlusses zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung bei einem ersten modifizierten Beispiel, bei dem die Formgebung in der Nähe des Endes des Leitungsanschlusses verändert ist. Ferner zeigt 5 eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie A-A in 1A, zur Erläuterung einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung als ein zweites modifiziertes Ausführungsbeispiel, bei dem die Formgebung eines Abdichtungselementes abgeändert ist.
  • Obwohl ein kennzeichnendes Merkmal der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 in der Form des Endbereichs des Leitungsanschlusses liegt, der an eine Hauptelektrode des Halbleiterelements gebondet ist, wird zunächst eine Basiskonfiguration der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie beschrieben. In einer Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 und gemäß 1, sind Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie (welche in manchen Fällen einfach als „Element(e)“ bezeichnet werden) mittels eines Lots 4 an eine leitende Schicht 2a einer keramischen Platte 2 chipgebondet (verbunden), die eine Leiterplatte bildet.
  • Die keramische Platte 2 weist ein keramisches Basiselement 2i mit einer Größe von 40 mm × 25 mm × 0,635 mm auf, welches aus Aluminiumnitrid (AlN) gebildet ist. An beiden Seiten des keramischen Basiselements 2i sind leitende Schichten 2a, 2b aus Kupfer und jeweils mit einer Dicke von 0,4 mm ausgebildet. Die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie sind durch Elemente aus SiC gebildet, welches ein Halbleitermaterial mit großer Bandlücke ist. Es werden hierbei folgende Elemente verwendet: ein IGBT (Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate) 3S als Schaltelement, welcher 0,25 mm dick ist und eine rechteckige Plattenform mit 15 mm im Quadrat aufweist; und eine Diode 3R als Gleichrichterelement, welche 0,25 mm dick ist und eine rechteckige Plattenform mit 15 mm × 15 mm bildet.
  • Ein endseitiger Bereich eines Leitungsanschlusses 62 ist erfindungsgemäß an die vorderseitigen Hauptelektroden der jeweiligen Hauptelektroden 3a, 3e der Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie gebondet. Hierbei weisen die vorderseitigen Hauptelektroden eine Emitterelektrode 3e des IGBT 3S auf. Weiterhin ist ein Leitungsanschluss 61, welcher aus einer Kupferplatte mit einer Größe von 8 mm Breite und 0,7 mm Höhe gebildet ist, mittels eines Lots 4 auf die leitende Schicht 2a gebondet. An die leitende Schicht 2a sind rückseitige Elektroden der jeweiligen Halbleiterelemente gebondet, wobei diese eine Kollektorelektrode 3c des IGBT 3S aufweisen.
  • Die keramische Platte 2 ist innerhalb eines Gehäuses 8 angeordnet und befestigt, wobei ein Klebstoff 9 aus Silikon verwendet wird, damit eine Lücke zwischen dem Bereich des keramischen Basiselements 2i und dem Gehäuse 8 geschlossen ist. Das Gehäuse 8 ist aus einem PPS Harz (Polyphenylensulfid) mit einer Größe von 48 mm × 28 mm × 12 mm Höhe gebildet. Es ist festzuhalten, dass die Leitungsanschlüsse 61, 62 und Signalanschlüsse 52 jeweils mittels eines Spritzgussverfahrens im Gehäuse 8 ausgebildet sind, und dass Anschlussteile 61j, 62j der zugehörigen Leitungsanschlüsse 61, 62 jeweils als Schraubanschlüsse gebildet sind, jeweils eine Größe von 10 mm aufweisen und an einem oberen Bereich des Gehäuses 8 freiliegen (linker oberer Bereich in der Figur).
  • Weiterhin ist ein Endbereich (Größe: 1,5 mm) des Signalanschlusses 52 elektrisch im Gehäuse 8 mit einer Gate-Elektrode 3g, als einer Steuerelektrode des IGBT 3S, mittels eines Bondingdrahts 51 (gebildet aus Aluminium mit Ø von 0,15 mm) verbunden, und der andere Endbereich des Signalanschlusses 52 liegt in Form eines Stiftes an einem oberen Bereich des Gehäuses 8 frei (rechter oberer Bereich in der Figur).
  • Demnach ist eine Hauptstromschaltung 6 zwischen den Halbleiterelementen 3 für elektrische Energie und einer externen Schaltung mit dem Leitungsanschluss 61 und dem Leitungsanschluss 62 gebildet. Ferner bilden die Gate-Elektrode 3g (1 mm × 2 mm) des IGBT 3S und dergleichen, mittels der Signalanschlüsse 52 und den Bondingdrähten 51, eine mit der Außenseite verbundene Signalschaltung 5. Des Weiteren wird das Innere des Gehäuses 8 isolierend abgedichtet.
  • Dies wird durch das Einbringen von Harz (Abdichtungselement 7) mittels direktem Eingießen und darauffolgender Aushärtung durch Erwärmen erreicht. Es ist festzuhalten, dass der lineare Expansionskoeffizient des Abdichtungselements 7 derart eingestellt wird, dass er einen Zwischenwert zwischen dem linearen Expansionskoeffizient des Leitungsanschlusses 62 und jenem der keramischen Platte 2 besitzt.
  • Im Leitungsanschluss wird hier, als Merkmal der Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1, eine geneigte Oberfläche 62t gebildet, wobei sich deren Abstand zur keramischen Platte 2 und dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie in Richtung des longitudinalen Endes 62e erhöht. Die geneigte Oberfläche 62t wird mittels eines gebogenen Bereichs 62b (Klappwinkel: 45°) gebildet, welcher sich 2mm vor dem Ende 62e im Leitungsanschluss 62, welcher an die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie gebondet ist, befindet (auf der gegenüberliegenden Seite des Anschlussteil 62j) und welcher von dem gebondeten Bereich ausgehend und relativ zu einem ebenen Bereich 62f gebogen ist.
  • In Bezug auf die Oberfläche in dem Leitungsanschluss 62, welche dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie oder der keramischen Platte 2 zugewandt ist, ist nämlich jener Teil, welcher von dem Abdichtungselement 7 im Gehäuse 8 abgedichtet ist und sich in der Nähe des Endes 62e befindet, derart geneigt, dass sich der Abstand zu dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie oder der keramischen Platte 2 in Richtung des Endes 62e erhöht (geneigte Oberfläche 62t ist ausgebildet).
  • Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in 2A gezeigt, das Gehäuse mittels eines Spritzgussverfahrens ausgebildet, in welches der Leitungsanschluss 61, der Leitungsanschluss 62 und die Signalanschlüsse 52 integriert sind. Andererseits werden die jeweiligen Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie mittels des Lots 4 an bestimmte Positionen der Leiterfläche (an der Seite der leitenden Schicht 2a) gebondet. Danach wird die keramische Platte 2, an welche die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie montiert sind, in besagtes Gehäuse 8 von der Unterseite aus eingebracht (untere Seite in der Figur).
  • Danach wird, wie in 2B gezeigt, die keramische Platte 2 mittels des Klebstoffs 9 am Gehäuse 8 befestigt. Hierzu wird der Klebstoff 9 in die Lücke zwischen dem keramischen Basiselement 2i und dem Gehäuse 8 derart eingefüllt, dass sich mittels des Gehäuses 8 und der keramischen Platte 2 ein nach oben geöffnetes Behältnis mit der keramischen Platte 2 als Unterseite ausbildet. Weiterhin ist der Leitungsanschluss 61 der leitenden Schicht 2a mit einem Zwischenraum von 2mm zugewandt, und der Leitungsanschluss 62 (ebener Bereich 62f) ist den jeweiligen Hauptelektroden 3a, 3e des Halbleiterelements 3 für elektrische Energie mit einem bestimmten Zwischenraum zugewandt. Ferner ist jeweils ein nicht dargestelltes Lotelement dazwischen positioniert.
  • Darauffolgend wird das Lot mittels Erwärmung wieder aufgeschmolzen und dann abgekühlt, so dass, wie in 2C gezeigt, das Bonding mittels des Lots 4 zwischen dem Leitungsanschluss 61 und der leitenden Schicht 2a und zwischen dem Leitungsanschluss 62 und der jeweiligen Hauptelektrode 3a, 3e des Halbleiterelements 3 für elektrische Energie erfolgt. Zusätzlich werden in den Signalanschlüssen 52 die Endbereiche, welche im Gehäuse 8 freiliegen, mittels der Bondingdrähte 51 elektrisch mit den Steuerelektroden des IGBT 3S verbunden, wie beispielsweise einer Temperatursensor-Elektrode o. dgl., einschließlich der Gate-Elektrode 3g.
  • Zuletzt wird ein Harz zum direktem Eingießen in einem erwärmten Zustand von 60 °C in den Zwischenraum, welcher von dem Gehäuse 8 und der keramischen Platte 2 unterteilt wird, eingegossen, im Vakuum entschäumt, und dann mittels Erwärmung ausgehärtet (100 °C, 1,5 Stunden → 140 °C, 1,5 Stunden). Demzufolge wird das Abdichtungselement 7, wie in 1B gezeigt, ausgebildet, um damit die Dichtung zu schließen. Somit ist die Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie (Leistungsmodul) fertig gestellt.
  • Als nächstes werden der Betrieb der oben genannten Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie und eine Funktion und Wirkung der Erfindung beschrieben.
  • Die keramische Platte 2 weist das keramische Basiselement 2i auf, welches aus AlN gebildet ist und auf dessen beiden Seiten die leitenden Schichten 2a, 2b aus Kupfer ausgebildet sind. Demnach hat die gesamte Platte einen linearen Expansionskoeffizient von annähernd 10 ppm/K, wohingegen der Leitungsanschluss 62, welcher aus Kupfer gebildet ist, einen linearen Expansionskoeffizient von 16 ppm/K aufweist.
  • Da aufgrund des gebogenen Bereichs 62b die geneigte Oberfläche 62t in der Nähe des Endes 62e im Abdichtungselement 7 des Leitungsanschlusses 62 ausgebildet ist, wird die Lücke zwischen dem Leitungsanschluss 62 und dem Element (IGBT 3S bei der Ausführungsform 1) in der Richtung des Endes 62e größer. Somit wird die Dicke des Harzes des Abdichtungselementes 7, welches zwischen dem Leitungsanschluss 62 und dem Element liegt, allmählich größer, je mehr sich die Position dem Ende 62e annähert.
  • Andererseits haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung mehrere Tests von Wärmebehandlungszyklen mit einer Vielzahl an Proben einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie mit einer Kombination einer keramischen Platte und einer Bleielektrode durchgeführt. Bei der Auswertung der Testergebnisse stellte sich heraus, dass sich in vielen Proben an einem Endbereich im Abdichtungselement des Leitungsanschlusses, welcher an die Hauptelektroden gebondet ist, ein Ausgangspunkt für Bruchstellen ausbildet.
  • Insbesondere hat man in Bezug auf den Leitungsanschluss, welcher der elektrischen Verbindung zwischen einer externen Schaltung und der Hauptelektrode des Halbleiterelements für elektrische Energie dient, herausgefunden, dass sich der Anschluss im Wesentlichen in einer derartigen Weise erstreckt, dass er in Längsrichtung die Leiterfläche kreuzt; jedoch konzentriert sich die Beanspruchung aufgrund von thermischer Belastung im Leitungsanschluss auf den Endbereich im Abdichtungselement, so dass sich der Ausgangspunkt für Bruchstellen ausbildet.
  • Jedoch wird bei der Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung aufgrund der in der Nähe des Endes 62e ausgebildeten geneigten Oberfläche 62t der Abstand zum Element allmählich größer, je mehr sich die Position dem Ende 62e annähert. Somit wird die Dicke des Abdichtungselementes 7, welches zwischen den Bauteilen mit unterschiedlichen linearen Expansionskoeffizienten liegt, und damit auch die Biegefestigkeit größer, je mehr sich die Position dem Ende 62e annähert. Während die Position über das Ende 62e hinausgeht, weitet sich die Größe des Baukörpers des Abdichtungselementes 7 aufgrund der Unterbrechung des Leitungsanschlusses 62 aus.
  • Andererseits ist im Falle der Verwendung eines herkömmlichen Elektrodenanschlusses die Größe des Abdichtungselementes in Richtung des Endes des Anschlusses unverändert gleichmäßig. Selbst in diesem Fall weitet sich jedoch die Größe des Baukörpers des Abdichtungselementes 7 auf, wenn die Position über das Ende 62e hinaus geht. In jedem Fall verändert sich die Dicke des Abdichtungselementes 7 schrittweise in einer Position, wo der Anschluss unterbrochen ist. Im herkömmlichen Fall jedoch, ist eine Position nahe des Endes 62e, wo sich die Dicke in Längsrichtung verändert, nur ein einziger Punkt am Ende 62e.
  • Im Gegensatz dazu, gemäß Ausführungsform 1, verändert sich selbst in dem eingeschlossenen Bereich des Leitungsanschlusses 62 die Dicke (und die Biegefestigkeit), und die Positionen, wo sich die Dicke verändert, sind in einem länglichen Bereich einschließlich des Endes 62e verteilt (geneigte Oberfläche 62t). Demnach ist es möglich, die Konzentration der Beanspruchungen, welche auf das Abdichtungselement 7 wirken, im Bereich angrenzend an das Ende 62e abzuschwächen, um damit die Lebensdauer zu verlängern.
  • Zusätzlich tritt aufgrund der unterschiedlichen Konfiguration eine unterschiedliche Verteilung der Beanspruchungen auf. 3 zeigt vier partielle Querschnittsansichten von jeweiligen Verlagerungen in Bereichen nahe den Enden der Leitungsanschlüsse, welche vertikal und horizontal angeordnet sind und ein herkömmliches Beispiel auf der linken Seite und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung auf der rechten Seite darstellen.
  • Weiterhin sind im oberen Bereich der Figur Zustände bei Raumtemperatur, nämlich zum Zeitpunkt außerhalb des Betriebes gezeigt, und im unteren Bereich der Figur Zustände bei einer hohen Temperatur, nämlich zum Zeitpunkt während des Betriebes gezeigt. In der Figur zeigen die gestrichelten Linien, welche sich durch die obere und untere Figurenseite erstrecken, jeweils eine Position Pe des Endes 62e eines herkömmlichen Leitungsanschlusses 62C und eine Position Pe des Endes 62e eines Leitungsanschlusses 62 gemäß einem Ausführungsbeispiel bei Raumtemperatur.
  • Außerdem bildet ein erster Schnittpunkt, welcher durch eine Linie von der Position Pe in Richtung des Halbleiterelements 3 für elektrische Energie gebildet und durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, eine Position Pp auf einer Hauptfläche 3p des Elementes, welche bei Raumtemperatur unmittelbar unter dem Ende liegt.
  • Wenn die Vorrichtung ausgehend von einem derartigen Zustand in Betrieb genommen wird, steigt die Temperatur aufgrund der Wärmeentwicklung des Elementes an, wobei der Zustand hoher Temperatur im unteren Teil der Figur gezeigt ist und demnach, sowohl für das herkömmliche Beispiel als auch das Ausführungsbeispiel, die Positionen Pe und Pp aufgrund der Expansion der Elemente zur rechten Seite der Figur versetzt sind.
  • Jedoch neigt sich das Ende des Anschlusses (Position Pe), aufgrund des Unterschieds der linearen Expansionskoeffizienten, mehr zur rechten Seite als die Position Pp der Hauptfläche 3p des Halbleiterelements 3 für elektrische Energie, so dass eine Verlagerung zwischen dem Anschluss und dem Element auftritt. Eine derartige Verlagerung tritt gleichermaßen sowohl im herkömmlichen Beispiel, als auch im Ausführungsbeispiel auf; jedoch besteht zwischen dem herkömmlichen Beispiel und dem Ausführungsbeispiel ein Unterschied bei dem Zwischenraum (einem vertikalen Abstand in der Figur) zwischen dem Ende 62e und dem Element, was in unterschiedlich ausgeprägten Belastungen resultiert.
  • Im Hinblick auf die Position Pe bei Raumtemperatur, welche sich auf der dem Element zugewandten Oberfläche (am Endbereich in der Figur) des Leitungsanschlusses 62 (oder 62C) befindet, und der Position Pp unmittelbar darunter auf der Hauptfläche 3p des Elements, wird die thermische Belastung als proportional zur Größe eines Winkels Ae angenommen, welcher durch eine Verbindungslinie zwischen der Position Pe und der Position Pp bei einer hohen Temperatur und einer Linie senkrecht zur Hauptfläche 3p gebildet wird.
  • Aufgrund der gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgebildeten geneigten Oberfläche 62t, wird der Zwischenraum größer, je näher sich dessen Position dem Ende 62e nähert, so dass der Winkel Ae kleiner und damit die Belastung reduziert wird. Genauer gesagt wird die Belastung, welche auf den Bereich im Abdichtungselement 7 angrenzend an das Ende 62e einwirkt, kleiner als im herkömmlichen Beispiel.
  • Weiterhin setzt sich die Veränderung der Belastung, wie die Veränderung der Dicke mit einer Obergrenze angrenzend an das Ende 62e, in den Bereich fort, wo die geneigte Oberfläche 62t ausgebildet ist, so dass eine Abschwächung des Auftretens von einem Ausgangspunkt für Bruchstellen mittels einer Konzentration auf den Bereich angrenzend an das Ende 62e ermöglicht wird, und daher ergibt sich als Resultat, dass die Lebensdauer bis zum Bruch verlängert wird.
  • Es ist festzuhalten, dass, obwohl der oben beschriebene Mechanismus den Zusammenhang zwischen der Hauptfläche 3p des Elementes und dem Leitungsanschluss 62 gemäß Ausführungsform 1 darstellt, der Zusammenhang zwischen der Schaltfläche der keramischen Platte 2 und dem Leitungsanschluss 61 ähnlich beschrieben werden kann.
  • Erstes modifiziertes Beispiel (Struktur des Leitungsanschlusses)
  • Im oben beschriebenen Beispiel wird mittels des Herstellungsverfahrens der geneigten Oberfläche 62t, deren Abstand zum Element sich in Richtung des Endes 62e erhöht, ein Fall gezeigt, wo der gebogene Bereich 62b mittels des Biegens des Plattenelements gebildet ist; dies ist jedoch nicht einschränkend anzusehen. Beispielsweise ist im modifizierten Beispiel in 4 gezeigt, dass die geneigte Oberfläche 62t mittels einer Variation der Wandstärke des Bereichs in der Nähe des Endes 62e gebildet sein kann, wie z.B. durch Eck-Stanzungen. Selbst in diesem Fall ist es möglich, die Konzentration der Belastung und das Auftreten von einem Ausgangspunkt für Bruchstellen abzuschwächen und damit die Lebensdauer zu verlängern.
  • Es ist festzuhalten, dass in oben beschriebenem Beispiel, obwohl ein Fall gezeigt worden ist, bei dem das keramische Basiselement 2i aus AlN gebildet ist, eine ähnliche Wirkung erzielt werden kann, wenn Aluminium (Al2O3), Siliciumnitrid (SiN) oder Ähnliches verwendet wird. Weiterhin kann, obwohl ein Fall gezeigt wurde, bei dem die leitenden Schichten 2a, 2b aus Kupfer gebildet sind, eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn Aluminium verwendet wird.
  • Obwohl ein Fall gezeigt wird, bei dem das Lot 4 für die Verbindung zwischen dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie und der keramischen Platte 2, für die Verbindung zwischen dem Halbleiterelement 3 und dem Leitungsanschluss 62 für und die Verbindung zwischen dem Leitungsanschluss 61 und der leitenden Schicht 2a verwendet wird, kann zusätzlich eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn ein elektrisch leitender Klebstoff verwendet wird, in dem Silber-Füllstoffe in einem Epoxid-Harz verteilt sind oder ein Bonding Material mit Nanopartikeln verwendet wird, wie beispielsweise ein Silber- oder Kupfer-Nano-Pulver, wobei die thermische Behandlung bei niedrigen Temperaturen erfolgt.
  • Obwohl ein Fall gezeigt wird, bei dem PPS als Material für das Gehäuse 8 verwendet wird, kann eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Hitzebeständigkeit erzielt werden, wenn ein LCP (Flüssigkristallpolymer) verwendet wird. Ferner kann im Hinblick auf das Harz zum direktem Eingießen, welches zur Ausbildung des Abdichtungselements 7 verwendet wird, ebenso eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn es aus einem Material gebildet ist, welches eingegossen und bei Raumtemperatur ausgehärtet werden kann.
  • Ferner wird im obigen Beispiel eine Modulkonfiguration des sogenannten „1-zu-1“ verwendet, in welcher die Diode 3R und der IGBT 3S in einer Eins-zu-Eins Beziehung stehen. Selbst wenn eine zwei paarige „2-zu-1“ oder sechs paarige „6-zu-1“ Konfiguration verwendet wird, kann jedoch eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn die Signalanschlüsse oberhalb der Metallplatten platziert werden, welche jeweils als Leitungsanschluss dienen.
  • Obwohl ein Fall gezeigt worden ist, bei dem der IGBT 3S als Schaltelement verwendet wird, kann auch an dessen Stelle beispielsweise ein MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) verwendet werden. Ferner kann in Bezug auf die Diode 3R ein Element aus einer Vielzahl von verschiedenen Typen verwendet werden, wie beispielsweise eine SBD (Schottky-Diode) oder ähnliche. Weiterhin ist die Anzahl der Elemente nicht auf zwei eingegrenzt, sondern kann größer sein und nur ein Element aufweisen.
  • Obwohl ein Fall gezeigt wird, bei dem der verwendete Bondingdraht 51 aus Aluminium gebildet ist, kann weiterhin im Hinblick auf die Signalschaltung 5 eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn ein Kupferdraht, ein Kupferdraht mit einer Aluminium-Legierung oder ein Golddraht verwendet werden. Ferner kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn ein Bonding-Band oder eine Sammelschiene als eine ultraschall-gebondete Metallplatte oder ähnliches verwendet wird.
  • Zweites modifiziertes Beispiel (Struktur des Abdichtungselementes)
  • Obwohl im obigen Beispiel ein Fall gezeigt worden ist, bei dem das Abdichtungselement 7 dadurch gebildet ist, dass Harz ins Gehäuse 8 eingegossen wird, ist dies nicht einschränkend anzusehen. Beispielsweise kann, wie im modifizierten Beispiel in 5 gezeigt ist, ein Abdichtungselement 7M (Spritzpressengehäuse) durch Spritzpressen mittels einer nicht dargestellten Pressform ausgebildet werden.
  • Wie oben beschrieben, weist die Anordnung, gemäß der Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie nach Ausführungsform 1, Folgendes auf: die Leiterplatte (keramische Platte 2); das Halbleiterelement 3 für elektrische Energie, auf dessen einer Oberfläche die Elektrode (zum Beispiel 31, 3e) ausgebildet ist, und dessen andere Oberfläche an die Leiterplatte gebondet ist; den Leitungsanschluss 62, dessen eine Endseite an die Elektrode gebondet ist, und dessen andere Endseite mit der Außenseite hiervon elektrisch verbunden werden kann; und das Abdichtungselement, mit welchem das Halbleiterelement 3 für elektrische Energie abdichtend mit einem Abschnitt im Leitungsanschluss 62 verbunden ist, welcher an die Elektrode gebondet ist; wobei in der Nähe des Endes 62e der einen Endseite des Leitungsanschlusses 62 die geneigte Oberfläche 62t ausgebildet ist, wobei sich der Abstand der geneigten Oberfläche 62t zur Leiterplatte erhöht (genauer gesagt, eine Oberfläche, welche der Leiterplatte zugewandt ist und deren Abstand sich in Richtung des Endes 62e vergrößert).
  • Demnach sind in einem Bereich des Abdichtungselementes 7, welcher vom Leitungsanschluss 62 sandwichartig umschlossen ist, die Positionen, wo sich die Größe (und die Biegefestigkeit) verändert, in einem Bereich (geneigte Oberfläche 62t) mit einer gegebenen Länge und einschließlich des Endes 62e verteilt. Dadurch wird die Konzentration der Belastung, welche auf das Abdichtungselement 7 und den Bereich angrenzend an das Ende 62e einwirkt, abgeschwächt.
  • Andererseits wird der Zwischenraum größer, je näher sich die Position dem Ende 62e annähert, und der Winkel Ae wird kleiner. Demnach wird die Spannung kleiner, so dass die Belastung, welche auf den Bereich im Abdichtungselement 7 angrenzend an das Ende 62e einwirkt, im Vergleich zum herkömmlichen Beispiel kleiner wird. Infolgedessen ist es möglich, die Lebensdauer zu verlängern, selbst wenn im Leitungsanschluss 62 hohe Ströme auftreten.
  • In diesem Fall kann die geneigte Oberfläche 62t einfach mittels beispielsweise des gebogenen Bereichs 62b in der Nähe des Endes 62e ausgebildet werden.
  • Auch kann die geneigte Oberfläche 62t einfach mittels beispielsweise eines Eckenabschnittbereichs ausgebildet werden, so dass die Wandstärke in Richtung des Endes 62e dünner wird.
  • Ausführungsform 2
  • Im Vergleich zur Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 1 ist die Form des Leitungsanschlusses in einer Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 verändert. 6 veranschaulicht eine Konfiguration der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung und zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1A gemäß Ausführungsform 1.
  • Bei der Ausführungsform 2 ist die Konfiguration bis auf den Leitungsanschluss ähnlich zu jener bei der Ausführungsform 1, einschließlich der modifizierten Beispiele, so dass deren Beschreibung nicht wiederholt wird. Ferner sind in der Figur im Hinblick auf die korrespondierenden Elemente, wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, die gleichen Bezugszeichen vergeben, so dass die Detailbeschreibung für numerisch gleich bezeichnete Elemente nicht wiederholt wird.
  • Auch sind bei der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 und wie in 6 gezeigt, die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie mittels eines Lots 4 an die leitende Schicht 2a der keramischen Platte 2 chipgebondet (verbunden), die eine Leiterplatte bildet.
  • Als keramische Platte 2 wird ein keramisches Basiselement 2i mit einer Größe von 40 mm × 25 mm × 0,635 mm verwendet, welches aus Aluminiumnitrid (AlN) gebildet ist. An beiden Seiten des keramischen Basiselements 2i sind leitende Schichten 2a, 2b aus Kupfer, die jeweils eine Dicke von 0,4 mm aufweisen, ausgebildet. Die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie sind durch Elemente aus SiC gebildet, welches ein Halbleitermaterial mit großer Bandlücke ist.
  • Es werden hierbei folgende Elemente verwendet: ein IGBT (Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate) 3S als Schaltelement, welcher 0,25 mm dick ist und eine rechteckige Plattenform mit 15 mm im Quadrat aufweist; und eine Diode 3R als Gleichrichterelement, welche 0,25 mm dick ist und eine rechteckige Plattenform mit 15 mm × 15 mm bildet.
  • Der eine endseitige Bereich des Elektrodensanschlusses 62 ist erfindungsgemäß an die vorderseitigen Hauptelektroden der jeweiligen Hauptelektroden 3a, 3e der Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie gebondet. Hierbei weisen die vorderseitigen Hauptelektroden die Emitterelektrode 3e des IGBT 3S auf. Weiterhin ist der Leitungsanschluss 61, welcher aus einer Kupferplatte mit einer Größe von 8 mm Breite und 0,7 mm Höhe gebildet ist, mittels des Lots 4 auf die leitende Schicht 2a gebondet. An die leitende Schicht 2a sind rückseitige Elektroden der jeweiligen Halbleiterelemente gebondet, wobei diese die Kollektorelektrode 3c des IGBT 3S aufweisen.
  • Die keramische Platte 2 ist innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet und befestigt, wobei der Klebstoff 9 aus Silikon verwendet wird, damit eine Lücke zwischen dem Bereich des keramischen Basiselements 2i und dem Gehäuse 8 geschlossen ist. Das Gehäuse 8 ist aus einem PPS Harz (Polyphenylensulfid) mit einer Größe von 48 mm × 28 mm × 12 mm Höhe gebildet.
  • Es ist festzuhalten, dass die Leitungsanschlüsse 61, 62 und die Signalanschlüsse 52 jeweils mittels eines Spritzgussverfahrens im Gehäuse 8 ausgebildet sind, und dass die Anschlussteile 61j, 62j der zugehörigen Leitungsanschlüsse 61, 62 jeweils als Schraubanschlüsse gebildet sind, jeweils eine Größe von 10 mm aufweisen und an einem oberen Bereich des Gehäuses 8 freiliegen (linker oberer Bereich in der Figur).
  • Weiterhin ist der eine Endbereich (Größe: 1,5 mm) des Signalanschlusses 52 elektrisch im Gehäuse 8 mit der Gate-Elektrode 3g, als einer Steuerelektrode des IGBT 3S, mittels eines Bondingdrahts 51 (gebildet aus Aluminium mit Ø von 0,15 mm) verbunden, und der andere Endbereich des Signalanschlusses 52 liegt in Form eines Stiftes an einem oberen Bereich des Gehäuses 8 frei (rechter oberer Bereich in der Figur).
  • Demnach ist eine Hauptstromschaltung 6 zwischen den Halbleiterelementen 3 für elektrische Energie und einer externen Schaltung mit dem Leitungsanschluss 61 und dem Leitungsanschluss 62 gebildet. Ferner bilden die Gate-Elektrode 3g des IGBT 3S und dergleichen, mittels der Signalanschlüsse 52 und den Bondingdrähten 51, eine mit der Außenseite verbundene Signalschaltung 5. Des Weiteren wird das Innere des Gehäuses 8, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, isolierend abgedichtet.
  • Dies wird durch das Einbringen von Harz (Abdichtungselement 7) mittels direktem Eingießen und darauffolgender Aushärtung durch Erwärmen erreicht. Es ist festzuhalten, dass der lineare Expansionskoeffizient des Abdichtungselements 7 derart eingestellt wird, dass er einen Zwischenwert zwischen dem linearen Expansionskoeffizient des Leitungsanschlusses 62 und jenem der keramischen Platte 2 besitzt.
  • Hierbei ist der Leitungsanschluss 62 der Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 gekrümmt (ein gekrümmter Bereich 62c ist ausgebildet), so dass beide longitudinalen Enden eine größere Entfernung von der keramische Platte 2 aufweisen als der zentrale Bereich. Der Leitungsanschluss bildet eine nach unten gerichtete konvexe Form entlang der Region einschließlich des an die Elemente gebondeten Bereichs. Aufgrund der Ausbildung des gebogenen Bereichs 62c wird der Abstand eines Bereichs in der Nähe des Endes 62e von der keramischen Platte 2 und dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie in Richtung des Endes 62e größer.
  • In Bezug auf die Oberfläche in dem Leitungsanschluss 62, welche dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie oder der keramischen Platte 2 zugewandt ist, ist nämlich jener Teil, welcher von dem Abdichtungselement 7 im Gehäuse 8 abgedichtet ist und sich in der Nähe des Endes 62e befindet, als eine geneigte Oberfläche 62t ausgebildet. Die geneigte Oberfläche 62t ist derart geneigt, dass sich der Abstand zu dem Halbleiterelement 3 für elektrische Energie oder der keramischen Platte 2 in Richtung des Endes 62e vergrößert.
  • Demnach ist es auch bei der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie gemäß Ausführungsform 2 möglich, eine Abschwächung des Auftretens von einem Ausgangspunkt für Bruchstellen mittels einer Konzentration auf den Bereich angrenzend an das Ende 62e zu erzielen, und daher als Resultat, die Lebensdauer bis zum Bruch zu verlängern.
  • Derweil können eine Konfiguration mit der Ausbildung des gebogenen Bereichs 62b und eine Konfiguration mit der Veränderung der Wandstärke, wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, und eine Konfiguration mit einer Krümmung entlang der Region einschließlich des an die Elemente gebondeten Bereichs, wie bei der Ausführungsform 2 beschrieben, bei Bedarf kombiniert werden.
  • Es ist festzuhalten, dass obwohl bei der Ausführungsform 2 ein Fall gezeigt wurde, bei dem das Abdichtungselement 7 dadurch gebildet ist, dass Harz ins Gehäuse 8 eingegossen wird, dies nicht als beschränkend anzusehen ist. Beispielsweise kann, wie im modifizierten Beispiel gemäß Ausführungsform 1, ohne Verwendung des Gehäuses, ein Abdichtungselement durch Spritzpressen mittels einer nicht dargestellten Pressform ausgebildet werden.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Halbleitervorrichtung für elektrische Energie wie bei der Ausführungsform 2 auch möglich, die geneigte Oberfläche 62t auf einfache Weise derart auszubilden, dass der Bereich des Leitungsanschlusses 62 (gekrümmter Bereich 62c), der der keramischen Platte 2 zugewandt ist und den an die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie gebondeten Bereich einschließt (oder deren Elektroden), gekrümmt ausgestaltet wird
  • Es ist festzuhalten, dass bei jeder der beiden oben angegebenen Ausführungsformen ein Fall beschrieben ist, bei dem die Halbleiterelemente 3 für elektrische Energie aus SiC gebildet sind, welches ein Halbleitermaterial mit großer Bandlücke ist. Selbstverständlich kann die Erfindung jedoch auch bei den üblicherweise verwendeten Elementen aus Silicium angewendet werden. Dennoch ergibt sich ein besonders wünschenswerter Effekt, wenn ein sogenanntes Halbleitermaterial mit großer Bandlücke verwendet wird, dessen Bandlücke größer ist als jene von Silicium und nicht nur aus SiC, sondern auch aus Galliumnitrit(GaN)-basiertem Material, Diamant oder ähnlichem gebildet ist, bei denen ein hoher zulässiger Strom und ein Hochtemperaturbetrieb erzielt werden kann. Weil die benötigte Dicke (Querschnittsfläche) für den Leitungsanschluss 62 und somit die Steifigkeit größer und weiterhin die Betriebstemperatur höher wird, wird demnach eine Verlagerung aufgrund der Unterschiede der linearen Expansionskoeffizient größer.
  • Folglich ist es möglich, eine Wirkung auszuüben, dass das Auftreten von einem Ausgangspunkt für Bruchstellen aufgrund einer Konzentration auf den Bereich angrenzend an das Ende 62e abgeschwächt wird, und daher das Resultat zu erhalten, dass die Lebensdauer bis zum Bruch verlängert wird. Dies beruht auf der Ausbildung der geneigten Oberfläche 62t am Leitungsanschluss 62, welche derart geneigt ist, dass der Abstand zum Halbleiterelement 3 für elektrische Energie oder der keramischen Platte 2 in Richtung des Endes 62e größer wird. Somit wird es aufgrund der Konfiguration des Leitungsanschlusses 62 gemäß jeder der erfindungsgemäßen Ausführungsformen möglich, eine Hochleistungs-Halbleitervorrichtung 1 für elektrische Energie anzugeben, welche die charakteristischen Vorteile eines Halbleitermaterials mit einer großen Bandlücke aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Halbleitervorrichtung für elektrische Energie
    2
    keramische Platte (Leiterplatte)
    2a, 2b
    leitende Schicht
    2i
    keramisches Basiselement
    3
    Halbleiterelement für elektrische Energie
    4
    Lot (gebondeter Bereich)
    5
    Signalschaltung
    6
    Hauptstromschaltung
    7
    Abdichtungselement
    8
    Gehäuse
    9
    Klebstoff
    61
    Leitungsanschluss
    62
    Leitungsanschluss
    62c
    gekrümmter Bereich
    62e
    Ende
    62f
    ebener Bereich
    62t
    geneigte Oberfläche.

Claims (8)

  1. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie, welche Folgendes aufweist: – eine Leiterplatte; – ein Halbleiterelement für elektrische Energie, auf dessen einer Oberfläche eine Elektrode ausgebildet ist, und dessen andere Oberfläche an die Leiterplatte gebondet ist; – ein Leitungsanschluss, dessen eine Endseite an die Elektrode gebondet ist, und dessen andere Endseite mit einer Außenseite hiervon elektrisch verbunden werden kann; und – ein Abdichtungselement, mit welchem das Halbleiterelement für elektrische Energie abdichtend mit einem Abschnitt im Leitungsanschluss verbunden ist, welcher an die Elektrode gebondet ist; wobei in der Nähe eines Endes der einen Endseite des Leitungsanschlusses eine geneigte Oberfläche ausgebildet ist, wobei sich der Abstand der geneigten Oberfläche zur Leiterplatte in Richtung des Endes vergrößert.
  2. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach Anspruch 1, wobei der Leitungsanschluss in der Nähe des Endes derart gebogen ist, dass die geneigte Oberfläche ausgebildet wird.
  3. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Leitungsanschluss eine Wandstärke aufweist, die in Richtung des Endes dünner wird, um die geneigte Oberfläche auszubilden.
  4. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Leitungsanschluss ein Bereich, einschließlich des Bereichs, welcher an die Elektrode gebondet ist und der Leiterplatte zugewandt ist, gekrümmt ist, um die geneigte Oberfläche auszubilden.
  5. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Basiselement der Leiterplatte aus Keramik gebildet ist.
  6. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leitungsanschluss aus einer Kupferplatte gebildet ist.
  7. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Halbleiterelement für elektrische Energie aus einem Halbleitermaterial mit großer Bandlücke gebildet ist.
  8. Halbleitervorrichtung für elektrische Energie nach Anspruch 7, wobei das Halbleitermaterial mit großer Bandlücke Siliciumcarbid, ein Material basierend auf Gallium-Nitrid oder Diamant aufweist.
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