DE112015004424B4 - Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung - Google Patents

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Takeshi Tokuyama
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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, umfassend:eine Struktur von elektronischen Komponenten (121), die einen Schaltungskörper mit einem Halbleiterelement mit einer Eingangselektrode und einer Ausgangselektrode und einem wärmeleitfähigen Stützelement zum Abstützen des Halbleiterelements, einen Kühlkörper, der auf einer Oberfläche des Schaltungskörpers angeordnet ist, so dass er wärmeleitfähig ist, ein wärmeleitfähiges Isolationselement, das zwischen den Kühlkörper und das wärmeleitfähige Stützelement eingefügt ist, einen Eingangsanschluss, der mit der Eingangselektrode verbunden ist, einen Ausgangsanschluss, der mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und einen Masseanschluss (126, 126a, 126b, 142) umfasst;ein Dichtungsharz (170, 170a), das so ausgebildet ist, dass es einen Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freilegt, und einen Umfang der Struktur von elektronischen Komponenten (121) bedeckt;eine Hauptkörperleiterschicht, die so ausgebildet ist, dass sie vom Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss isoliert ist, und so ausgebildet ist, dass sie eine ganze Oberfläche eines Eintauchbereichs des Dichtungsharzes (170, 170a) und eine Oberfläche des Kühlkörpers, die in ein Kühlmedium eingetaucht ist, bedeckt; undeine Masseleiterschicht, die zumindest einen Teil des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) bedeckt und mit der Hauptkörperleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei die Hauptkörperleiterschicht eine obere Schicht (212) und eine untere Schicht (211) umfasst, die zwischen der oberen Schicht und dem Dichtungsharz (170, 170a) angeordnet ist und einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als jener der oberen Schicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:Abdichten eines Umfangs der Struktur von elektronischen Komponenten (121) mit dem Dichtungsharz (170, 170a) in einem Zustand, in dem ein Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses, des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freigelegt sind;Ausbilden der unteren Schicht (211) auf jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142), Umfangsabschnitten des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses im Dichtungsharz (170, 170a), einer Oberfläche des Kühlkörpers und einer Oberfläche des Dichtungsharzes (170, 170a);Bedecken von mindestens jedem des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses und der Umfangsabschnitte des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses im Dichtungsharz (170, 170a) mit einer Maske;Ausbilden der oberen Schicht (212) auf der unteren Schicht (211) mit der unteren Schicht (211) als Leistungszufuhrschicht durch Elektroplattieren; undEntfernen der Maske, um die auf den Umfangsabschnitten des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses ausgebildete untere Schicht (211) im Dichtungsharz (170, 170a) zu entfernen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung mit einem Schaltungskörper mit einem Halbleiterelement und ein Verfahren zur Herstellung der elektronischen Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Eine elektronische Vorrichtung mit einer Leistungsumsetzungsvorrichtung zum Antreiben eines Motors ist an einem Hybrid-Fahrzeug oder einem Elektrofahrzeug montiert. Eine elektronische Vorrichtung, die mit einer Leistungsumsetzungsvorrichtung versehen ist, setzt Gleichstromleistung, die von einer Leistungsversorgungsbatterie zugeführt wird, in Wechselstromleistung um, um einen Motor anzutreiben. Dagegen setzt die Leistungsumsetzungsvorrichtung Wechselstromleistung, die durch den Motor regeneriert wird, in Gleichstromleistung um und speichert die Gleichstromleistung in einer elektrischen Speichervorrichtung. Eine Halbleitervorrichtung, die Wärme mit hoher Temperatur erzeugt, ist innerhalb eines Gehäuses einer solchen elektronischen Vorrichtung aufgenommen und in ein Kühlmedium wie z. B. Kühlwasser eingetaucht und wird gekühlt.
  • Bis jetzt war eine Leistungshalbleitervorrichtung bekannt, in der ein Halbleiterelement wie z. B. ein IGBT mit einem Harz abgedichtet ist und eine Oberfläche der Vorrichtung, die mit einem Kühlmedium in Kontakt kommt, mit einem Metallfilm bedeckt ist. In dieser Struktur mit der Ausbildung des Metallfilms ist die Wärmeableitung verbessert und eine wasserdichte Eigenschaft gegen das Kühlmedium ist verstärkt (siehe Patentliteratur 1).
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2004 - 119 667 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In einer Schaltung wie z. B. einer Leistungsumsetzungsschaltung, in der ein Halbleiterelement eine Schaltoperation durchführt, wird eine Stoßspannung, die eine momentane sprunghaft ansteigende Spannung ist, an das Halbleiterelement angelegt. In der in der Patentliteratur 1 offenbarten Leistungshalbleitervorrichtung sind keine Maßnahmen gegen die Stoßspannung getroffen, was zu einem Risiko führt, dass das Halbleiterelement zerstört wird. Dies erfordert die Verwendung eines Halbleiterelements mit hoher Stehspannung, das teuer ist.
  • Lösung für das Problem
  • Das vorstehend genannte Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung geschaffen, die umfasst: eine Struktur von elektronischen Komponenten, die einen Schaltungskörper mit einem Halbleiterelement mit einer Eingangselektrode und einer Ausgangselektrode und einem wärmeleitfähigen Stützelement zum Abstützen des Halbleiterelements, einen Kühlkörper, der auf einer Oberfläche des Schaltungskörpers angeordnet ist, so dass er wärmeleitfähig ist, ein wärmeleitfähiges Isolationselement, das zwischen den Kühlkörper und das wärmeleitfähige Stützelement eingefügt ist, einen Eingangsanschluss, der mit der Eingangselektrode verbunden ist, einen Ausgangsanschluss, der mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und einen Masseanschluss umfasst; ein Dichtungsharz, das so ausgebildet ist, dass es einen Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses und eine Oberfläche des Kühlkörpers freilegt und einen Umfang der Struktur
  • von elektronischen Komponenten bedeckt; eine Hauptkörperleiterschicht, die so ausgebildet ist, da sie vom Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss isoliert ist, und so ausgebildet ist, dass sie eine ganze Oberfläche eines Eintauchbereichs des Dichtungsharzes und eine Oberfläche des Kühlkörpers, der in ein Kühlmedium eingetaucht ist, bedeckt; und eine Masseleiterschicht, die zumindest einen Teil des Masseanschlusses bedeckt und mit der Hauptkörperleiterschicht elektrisch verbunden ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Stoßspannung durch den Masseanschluss zur gemeinsamen Masse zugeführt werden. Folglich kann ein kostengünstiges Halbleiterelement verwendet werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2(a) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIa-IIa von 1 und
    • 2(b) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIb-IIb von 1.
    • 3(a) ist eine Querschnittsansicht der Struktur von elektronischen Komponenten, 3(b) ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines nächsten Schritts von
    • 3(a) und 3(c) ist ein Diagramm eines Leiterrahmens vor dem Schneiden von einer oberen Oberfläche von 3(b) betrachtet.
    • 4(a) bis 4(c) sind Querschnittsansichten, die ein erstes Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden einer Leiterschicht in einem elektronischen Modul darstellen.
    • 5(a) und 5(b) sind Querschnittsansichten, die ein zweites Beispiel des Verfahrens zum Ausbilden der Leiterschicht im elektronischen Modul darstellen.
    • 6(a) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls, das stromlosem Plattieren unterzogen wurde, und 6(b) ist eine externe perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an einen Prozess in 6(a).
    • 7(a) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 6(b) und 7(b) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 7(a).
    • 8(a) ist eine externe perspektivische Ansicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses vor dem Durchführen des stromlosen Plattierens,
    • 8(b) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess in 8(a) und 8(c) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 8(b).
    • 9(a) ist ein Schaltplan als ein Beispiel des Schaltungskörpers gemäß der vorliegenden Erfindung und 9(b) ist ein Zeitablaufdiagramm von Eingangs/Ausgangs-Signalen des Schaltungskörpers.
    • 10 ist ein Schaltplan eines Schaltungskörpers in einem Vergleichsbeispiel.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 13 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 14(a) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIVa-XIVa von 13 und 14(b) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIVb-XIVb von 13.
    • 15 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 16 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Erste Ausführungsform
  • Nachstehend werden eine elektronische Vorrichtung und ein Herstellungsverfahren davon gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 10 beschrieben.
  • [Struktur der elektronischen Vorrichtung]
  • 1 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2(a) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIa-IIa von 1 und 2(b) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IIb-IIb von 1.
  • Eine elektronische Vorrichtung 100 ist beispielsweise an einem Hybrid-Fahrzeug oder einem Elektrofahrzeug montiert und wird als Leistungsumsetzungsvorrichtung zum Antreiben eines Motors oder dergleichen verwendet.
  • Die elektronische Vorrichtung 100 umfasst ein elektronisches Modul 110 und eine Leiterschicht 200, die in einem Bereich einer gesamten Oberfläche des elektronischen Moduls 110 ausschließlich eines Teils einer Seite der oberen Oberfläche des elektronischen Moduls 110 vorgesehen ist. Das elektronische Modul 110 umfasst eine Struktur 120 von elektronischen Komponenten (siehe 3) und ein Dichtungsharz 170.
  • Die Struktur 120 von elektronischen Komponenten umfasst eine elektronische Komponente 121, ein Bondmaterial 129, einen Leiterrahmen (wärmeleitfähiges Stützelement) 122, der ein Metallelement ist, ein wärmeleitfähiges Isolationselement 124 und einen Kühlkörper 130. Außerdem umfasst die Struktur 120 von elektronischen Komponenten mehrere (drei in der Ausführungsform) Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und einen Masseanschluss 126.
  • Das Dichtungsharz 170 dichtet einen gesamten Umfang der Struktur 120 von elektronischen Komponenten so ab, das vordere Endseiten der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und des Masseanschlusses 126 und eine Oberfläche des Kühlkörpers 130 freigelegt sind.
  • Eine Nut 171, die um eine Umfangsseitenoberfläche des Dichtungsharzes 170 verläuft, ist in der Nähe einer Seite der oberen Oberfläche des Dichtungsharzes 170 vorgesehen.
  • Die Leiterschicht 200 umfasst eine Hauptkörperleiterschicht 210, die das Dichtungsharz 170 und eine Oberfläche des Kühlkörpers 130 bedeckt, und eine Masseleiterschicht 220, die so ausgebildet ist, dass sie den Masseanschluss 126 bedeckt. Die Hauptkörperleiterschicht 210 und die Masseleiterschicht 220 sind elektrisch miteinander verbunden. Jeder der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c ist von sowohl der Hauptkörperleiterschicht 210 als auch der Masseleiterschicht 220 isoliert.
  • Die Hauptkörperleiterschicht 210 ist auch in der Nut 171 des Dichtungsharzes 170 ausgebildet und ein Dichtungselement 181 ist in die Nut 171 in einem Zustand eingefügt, in dem es mit einer äußeren Oberfläche der Hauptkörperleiterschicht 210, die in der Nut 171 ausgebildet ist, in engem Kontakt steht. Mit anderen Worten, ein Dichtungsabschnitt 180 ist durch die Nut 171 des Dichtungsharzes 170, die Hauptkörperleiterschicht 210, die in der Nut 171 ausgebildet ist, und das Dichtungselement 181 konfiguriert. Obwohl nicht gezeigt, ist die elektronische Vorrichtung 100 in einer solchen Weise installiert, dass das Dichtungselement 181 an einen Umfang des Öffnungsabschnitts eines einen Strömung bildenden Körpers eingepresst und abgedichtet ist, in dem ein Kühlweg, in dem ein Kühlmedium zurückgeleitet wird, ausgebildet ist. Mit anderen Worten, eine Seite der elektronischen Vorrichtung 100, die niedriger liegt als der Dichtungsabschnitt 180, ist in das Kühlmedium eingetaucht.
  • Die elektronische Komponente 121 der Struktur 120 von elektronischen Komponenten ist aus einer Halbleitervorrichtung gebildet, die mit einer großen elektrischen Leistung zurechtkommt, wie z. B. einem Transistor vom Typ mit isoliertem Gate (IGBT). Insbesondere da die elektronische Komponente 121, die für einen Wechselrichter eines Kraftfahrzeugs und so weiter verwendet wird, mit der großen elektrischen Leistung zurechtkommen muss, wird ein Leistungs-IGBT mit einer großen Menge an Wärmeerzeugung während des Betriebs verwendet. Obwohl die Leistungsumsetzungsvorrichtung mehrere Halbleiterelemente aufweist, sind die Halbleiterelemente als eine elektronische Komponente 121 in 2(a) und (b) dargestellt.
  • Eine hintere Oberfläche der elektronischen Komponente 121 ist mit einem Chip 122a des Leiterrahmens 122 durch das Bondmaterial 129 wie z. B. ein Lötmittel verbunden. Der Leiterrahmen 122 besteht aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung, die irgendeines dieser Materialien als Hauptkomponente enthält. Die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c sind Elemente, die einteilig mit dem Leiterrahmen 122 durch Formen eines Metallblechs ausgebildet werden und durch Schneiden des Leiterrahmens 122 nach dem Formen getrennt werden.
  • Obwohl nicht gezeigt, sind eine Eingangselektrode, in die ein Eingangssignal eingegeben wird, eine Ausgangselektrode, aus der ein Ausgangssignal ausgegeben wird, eine Steuerelektrode, die eine Steuerung zum Umsetzen des Eingangssignals, das von der Eingangselektrode eingegeben wird, in das Ausgangssignal durchführt, und so weiter auf einer Hauptoberfläche der elektronischen Komponente 121 ausgebildet. Die jeweiligen Elektroden sind an die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c durch Drähte 123 gebondet, die aus Aluminium, Gold oder dergleichen bestehen. Mit anderen Worten, jeder der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c umfasst Funktionen des Eingangsanschlusses, des Steueranschlusses und des Ausgangsanschlusses. Die elektronische Komponente 121 und der Leiterrahmen 122 sind durch den Draht 123 aneinander gebondet und konfigurieren einen Schaltungskörper 500 mit einer Wechselrichterschaltung (siehe 9), die später beschrieben wird.
  • Der Masseanschluss 126 ist aus einem leitfähigen Element ausgebildet und ist von allen der elektronischen Komponente 121, des Bondmaterials 129, des Leiterrahmens 122 und des Kühlkörpers 130 isoliert. Mit anderen Worten, ein Umfang des Masseanschlusses 126 ist mit dem Dichtungsharz 170 in einem Zustand bedeckt, in dem ein Teil einer Seite des vorderen Endes des Masseanschlusses 126 freigelegt ist.
  • Wie bei den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c kann der Masseanschluss 126 einteilig mit dem Leiterrahmen 122 durch Formen eines Metallblechs ausgebildet werden und kann durch Schneiden und Trennen des Leiterrahmens 122 nach dem Formen ausgebildet werden. Diese Konfiguration wird später beschrieben.
  • Das wärmeleitfähige Isolationselement 124 ist zwischen den Chip 122a des Leiterrahmens 122 und den Kühlkörper 130 eingefügt und besteht aus Keramik oder einem organischen Harz.
  • Der Kühlkörper 130 weist eine Struktur auf, in der mehrere Kühlrippen 130b, die in einer Matrix oder in einer versetzten Weise angeordnet sind, einteilig an einem plattenartigen Hauptkörper 130a ausgebildet sind. Der Kühlkörper 130 besteht beispielsweise aus einem Metall, das Aluminium, Kupfer, Magnesium oder dergleichen enthält, Keramik mit hoher Wärmeleitfähigkeit oder einem Gemisch aus einem Metall und einem anorganischen Material oder dergleichen. Ein Beispiel eines Verfahrens zum effizienten Ausbilden des Kühlkörpers 130 ist maschinelle Bearbeitung durch Schneiden oder Zertrennen. Eine Nut mit einer Tiefe, die einer Dicke der Kühlrippen 130b entspricht, ist in vorbestimmten Intervallen von einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung unter Verwendung eines Plattenmaterials mit einer Dicke ausgebildet, die durch Addieren einer Dicke des Hauptkörpers 130a und der Dicke der Kühlrippen 130b erhalten wird, um dadurch den Kühlkörper 130 auszubilden. Die Bearbeitung der Nuten kann in einer solchen Weise durchgeführt werden, dass die Bearbeitung in einer vertikalen Richtung und die Bearbeitung in einer horizontalen Richtung so festgelegt werden können, dass sie zueinander orthogonal sind oder einander schräg schneiden. Der Kühlkörper 130 kann durch ein anderes Verfahren als maschinelle Bearbeitung ausgebildet werden. Ein Mantelmaterial mit verschiedenen Materialien für den Hauptkörper 130a und die Kühlrippen 130b kann verwendet werden.
  • Das Dichtungsharz 170 besteht beispielsweise aus einem Epoxidharz oder einem organischen Harzmaterial, das mit einem Füllstoff wie z. B. Siliziumdioxid in Epoxidharz gemischt ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, legt das Dichtungsharz 170 die Seiten des vorderen Endes der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und des Masseanschlusses 126 und eine Oberfläche des Kühlkörpers 130 frei, um im Wesentlichen den gesamten Umfang der Struktur 120 von elektronischen Komponenten abzudichten. Das Dichtungsharz 170 bedeckt den gesamten Umfang der Seite des unteren Endes des Masseanschlusses 126, so dass der Masseanschluss 126 von anderen leitfähigen Elementen isoliert ist (siehe 2B). Eine äußere Oberfläche des Dichtungsharzes 170 ist mit oberen Oberflächen der Kühlrippen 130b des Kühlkörpers 130 auf einer Seitenoberfläche, auf der der Kühlkörper 130 ausgebildet ist, im Wesentlichen bündig (siehe 3(b)).
  • Die Hauptkörperleiterschicht 210 weist eine untere Schicht 211 und eine obere Schicht 212 auf, die auf der unteren Schicht 211 ausgebildet ist. Die untere Schicht 211 und die obere Schicht 212 können aus einem Metallmaterial wie z. B. Aluminium, Zinn, Chrom, Kupfer, Nickel oder dergleichen bestehen. Ein Metall auf Kupferbasis mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand ist als Material der unteren Schicht 211 unter diesen Metallmaterialien bevorzugt. Die obere Schicht 212 besteht vorzugsweise aus einem Metall auf Nickelbasis mit einer hohen Beständigkeit unter einer Betriebsumgebung wie z. B. Oxidationsbeständigkeit.
  • Die Masseleiterschicht 220 besteht aus demselben Material wie jenem der unteren Schicht 211 der Hauptkörperleiterschicht 210. Mit anderen Worten, die Masseleiterschicht 220 weist nur die untere Schicht 211 der Hauptkörperleiterschicht 210 auf, weist jedoch keine obere Schicht 212 der Hauptkörperleiterschicht 210 auf.
  • [Herstellungsverfahren des elektronischen Moduls]
  • Ein Herstellungsverfahren des elektronischen Moduls 110 gemäß einer Ausführungsform wird beschrieben.
  • 3(a) ist eine Querschnittsansicht der Struktur 120 von elektronischen Komponenten, 3(b) ist eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines nächsten Prozesses in 3(a) und 3(c) ist ein Diagramm eines Leiterrahmens vor dem Schneiden von einer oberen Oberfläche von 3(b) betrachtet.
  • Zuerst wird die Struktur 120 von elektronischen Komponenten hergestellt.
  • Der Chip 122a und die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c werden in den Leiterrahmen 122 integriert. Die elektronische Komponente 121 wird an eine Oberfläche des Chips 122a mit einem Bondmaterial 129 gebondet. Die elektronische Komponente 121 wird an eine Oberfläche des Chips 122a mit dem Bondmaterial 129 gebondet. Ein Lötverfahren unter Verwendung eines Lötmittels als Bondmaterial 129 ist bevorzugt, aber ein anderes Verfahren kann angewendet werden. Als nächstes werden die jeweiligen Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c des Leiterrahmens 122 an Elektroden (nicht dargestellt) der elektronischen Komponente 121 mit den Drähten 123 gebondet. Es ist bevorzugt, den Leiterrahmen 122 zu schneiden und die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c vom Chip 122a zu trennen, bevor die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c an die Elektroden der elektronischen Komponente 121 durch die Drähte gebondet werden.
  • Mit anderen Worten, wie in 3(c) dargestellt, wird der Leiterrahmen 122 ausgebildet, in dem der Leiterrahmen 125a mit dem Chip 122a verbunden wird und die Zuleitungsanschlüsse 125b, 125c und der Masseanschluss 126 vom Chip 122a getrennt werden. An diesem Punkt werden die anderen Enden der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und des Masseanschlusses 126 durch einen Verbindungsabschnitt 122b des Leiterrahmens 122 miteinander verbunden. Danach wird die elektronische Komponente 121 mit dem Chip 122a verbunden und die Elektroden (nicht dargestellt) der elektronischen Komponente 121 werden an den Chip 122a gebondet und die Zuleitungsanschlüsse 125b, 125c und die Elektroden der elektronischen Komponente 121 werden durch die Drähte aneinander gebondet (in 3(c) sind die elektronische Komponente 121 und die Drähte 123 durch gestrichelte Linien angegeben).
  • Das Isolationselement 124 und der Kühlkörper 130 werden mit einer Oberfläche des Chips 122a entgegengesetzt zur Oberfläche, an die die elektronische Komponente 121 gebondet ist, verbunden. In dem Fall, in dem das Isolationselement 124 aus einem Harz besteht, ist es bevorzugt, dass das Isolationselement 124 aus einem wärmehärtenden Harz mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht. Es ist bevorzugt, dass ein Harz mit Haftfähigkeit vor dem vollständigen Härten zwischen den Kühlkörper 130 und den Chip 122a eingefügt wird und thermokompressionsgebondet wird, um das Isolationselement 124 thermisch zu härten. Dieser Zustand ist in 3(a) dargestellt.
  • Wie in 3(b) dargestellt, werden als nächstes der Chip 122a, an den die elektronische Komponente 121 und der Kühlkörper 130 gebondet sind, und die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und der Masseanschluss 126, die mit der elektronischen Komponente 121 durch die Drähte 123 verbunden sind, in einer nicht gezeigten Metallform installiert.
  • Als nächstes wird das Dichtungsharz 170 durch Formen ausgebildet. Ein Transferformverfahren ist ein bevorzugtes Verfahren zum Formen. Die Nut 171 wird im Dichtungsharz 170 während des Formens ausgebildet. Dann wird der Leiterrahmen 122 durch eine Schnittlinie c-c geschnitten, die durch eine ZweiPunkt-Strichlinie in 3(c) angegeben ist, um die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und den Masseanschluss 126 voneinander zu trennen.
  • In dieser Weise wird das elektronische Modul 110 ausgebildet.
  • Wie in 3(a) dargestellt, werden in der obigen Konfiguration, wenn die Struktur 120 von elektronischen Komponenten ausgebildet wird, die Kühlrippen 130b am Kühlkörper 130 ausgebildet. In dieser Stufe kann jedoch der Kühlkörper 130 als plattenartiges Element ohne Bereitstellung der Kühlrippen 130b ausgebildet werden, die Struktur 120 von elektronischen Komponenten kann mit einem Formharz abgedichtet werden, das Formharz kann gehärtet werden, um das Dichtungsharz 170 auszubilden, und danach kann die Kühlrippe 130b ausgebildet werden. Da es bei der obigen Prozedur nicht erforderlich ist, Maßnahmen zu treffen, um zu verhindern, dass das Formharz zwischen den Kühlrippen 130b zum Zeitpunkt des Formens ausläuft, kann die Herstellung effizient gemacht werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Ausbilden der Leiterschicht 200 am elektronischen Modul 110 beschrieben.
  • [Leiterschicht-Ausbildungsverfahren 1]
  • 4(a) bis (c) sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Leiterschicht im elektronischen Modul darstellen. Das Verfahren zum Ausbilden der Leiterschicht wird mit Bezug auf eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs IV in 3(b) beschrieben.
  • Um die obere Schicht 212 der Hauptkörperleiterschicht 210 am Dichtungsharz 170 durch Elektroplattieren auszubilden, ist eine untere Schicht 211, die ein Zufuhrfilm sein soll, erforderlich.
  • Zuerst, wie in 4(a) dargestellt, wird daher eine untere Unterschicht 211a durch stromloses Plattieren ausgebildet. Da eine flüssige Eigenschaft der Lösung zum stromlosen Plattieren den Kühlkörper 130, der aus einem metallischen Element besteht, korrodieren kann, ist es erforderlich, auf diese Angelegenheit bei der Lösung zum stromlosen Plattieren achtzugeben. Aus diesem Grund ist es beispielsweise in dem Fall, in dem der Kühlkörper 130, die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und der Masseanschluss 126 aus einem Metall auf Aluminiumbasis bestehen, bevorzugt, ein stromloses Nickelplattieren zum Ausbilden der unteren Unterschicht 211a zu verwenden.
  • Die untere Unterschicht 211a kann auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippen 130b und auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet werden. Alternativ kann die untere Unterschicht 211a auf dem Dichtungsharz 170 ausgebildet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel, in dem die untere Unterschicht 211a nicht auf dem Dichtungsharz 170 ausgebildet ist, dargestellt.
  • Wie in 4(b) dargestellt, wird eine obere Unterschicht 211b auf der unteren Unterschicht 211a und dem Dichtungsharz 170 ausgebildet. Die obere Unterschicht 211b fungiert als Leistungszufuhrschicht zur Durchführung des Elektroplattierens (elektrolytischen Plattierens), das im folgenden Schritt durchgeführt wird. Die Masseleiterschicht 220 wird mit einer Karosserie oder einem Fahrgestell eines nicht gezeigten Fahrzeugs verbunden und dient als Flussweg für einen Stoßstrom. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die obere Unterschicht 211b aus einem Metall auf Kupferbasis mit einem geringen spezifischen elektrischen Widerstand wie z. B. Kupfer oder einer Kupfer-Nickel-Legierung hergestellt wird. Die obere Unterschicht 211b wird durch stromloses Plattieren auf dem Dichtungsharz 170, einschließlich der oberen Oberfläche 170a, und auf einer gesamten Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippen 130b und dem Masseanschluss 126 ausgebildet (siehe 6(b)). Die untere Unterschicht 211a und die obere Unterschicht 211b konfigurieren die untere Schicht 211.
  • Wie in 4(c) dargestellt, wird die obere Schicht 212 auf der oberen Unterschicht 211b ausgebildet. Die obere Schicht 212 wird durch Elektroplattieren unter Verwendung der oberen Unterschicht 211b als Leistungszufuhrschicht ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass die obere Schicht 212 aus einem Metall auf Nickelbasis, das hoch in Kosten und Toleranz wie z. B. Oxidationsbeständigkeit unter der Verwendungsumgebung ist, hergestellt wird. Die obere Schicht 212 wird nicht im Masseanschluss 126 ausgebildet und die Masseleiterschicht 220, die nur aus der unteren Schicht 211 mit der unteren Unterschicht 211a und der oberen Unterschicht 211b gebildet ist, wird auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet. Eine Dicke der unteren Schicht 211 wird auf etwa mehrere hundert nm gesetzt und eine Dicke der oberen Schicht 212 wird auf etwa mehrere µm gesetzt.
  • Die obere Schicht 212 kann durch stromloses Plattieren ausgebildet werden. Selbst in dem Fall, in dem die obere Schicht 212 durch stromloses Plattieren ausgebildet wird, macht es die Ausbildung der oberen Unterschicht 211b möglich, eine Abscheidungseigenschaft des Plattierungsmetalls zum Zeitpunkt des stromlosen Plattierens zu verbessern.
  • Die obere Schicht 212 wird auf der unteren Schicht 211 mit der unteren Unterschicht 211a und der oberen Unterschicht 211b ausgebildet, um die Hauptkörperleiterschicht 210 auszubilden.
  • [Leiterschicht-Ausbildungsverfahren 2]
  • 5(a) und 5(b) sind Querschnittsansichten, die ein zweites Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden einer leitfähigen Schicht in einem elektronischen Modul darstellen.
  • Wie in 5(a) dargestellt, wird in einem zweiten Verfahren zum Ausbilden der Leiterschicht 200 die untere Schicht 211 durch Sputtern oder Verdampfung ausgebildet. Die untere Schicht 211 wird auf dem Dichtungsharz 170 und auf einer ganzen Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippe 130b ausgebildet. Die untere Schicht 211 wird auch auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet. Die untere Schicht 211 wird vorzugsweise aus einem Material auf Kupferbasis hergestellt. Es ist bevorzugt, dass eine Dicke der unteren Schicht 211 auf 0,1 µm oder mehr gesetzt wird. Wenn eine Haftkraft zwischen dem Dichtungsharz 170 und dem Kühlkörper 130 auf dem Metall auf Kupferbasis unzureichend ist, können Titan und Chrom als darunterliegendes Metall vor der Ausbildung des Metalls auf Kupferbasis gesputtert oder verdampft werden. Eine Dicke des darunterliegenden Metalls kann auf etwa 30 bis 130 nm gesetzt werden.
  • Wie in 5(b) dargestellt, wird die obere Schicht 212 auf der unteren Schicht 211 ausgebildet. Die obere Schicht 212 wird durch Elektroplattieren unter Verwendung der unteren Schicht 211 als Leistungszufuhrschicht ausgebildet. Die obere Schicht 212 wird nicht auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet, sondern die Masseleiterschicht 220, die durch nur die untere Schicht 211 konfiguriert ist, wird auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet. Die obere Schicht 212 wird auf der unteren Schicht 211 ausgebildet, um dadurch die Hauptkörperleiterschicht 210 auszubilden. Die obere Schicht 212 kann aus einem Metall auf Nickelbasis in Anbetracht einer Toleranz wie z. B. Oxidationsbeständigkeit unter der Verwendungsumgebung hergestellt werden.
  • Die obere Schicht 212 kann auch durch stromloses Plattieren ausgebildet werden. Selbst wenn die obere Schicht 212 durch stromloses Plattieren ausgebildet wird, macht es die Ausbildung der unteren Schicht 211 möglich, eine Niederschlagseigenschaft des Plattierungsmetalls während des stromlosen Plattierens zu verbessern.
  • In irgendeinem der vorstehend erwähnten Verfahren, die als Verfahren zum Ausbilden der Leiterschicht veranschaulicht sind, besteht, um die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c von der Leiterschicht 200 zu isolieren, ein Bedarf zu verhindern, dass die Leiterschicht 200 im Umfang von Wurzelabschnitten der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c des Dichtungsharzes 170 ausgebildet wird.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Verhindern, dass die leitfähige Schicht 200 im Umfang der Wurzelabschnitte ausgebildet wird, wo die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c des Dichtungsharzes 170 angeordnet sind, beschrieben.
  • [Verfahren zum Befestigen und Entfernen der Leiterschicht in Bezug auf den Zuleitungsanschluss]
  • Ein Verfahren zum Verhindern einer Haftung der Leiterschicht 200 an den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c wird mit Bezug auf 6(a) und (b) bis 7(a) und (b) beschrieben.
  • 6(a) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls, das dem stromlosen Plattieren unterzogen wurde, und 6(b) ist eine externe perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an einen Prozess in 6(a). Außerdem ist 7(a) eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 6(b) und 7(b) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 7(a).
  • Wie in 6(a) dargestellt, wird zuerst die untere Schicht 211 der Leiterschicht 200 auf der ganzen Oberfläche des elektronischen Moduls 110 ausgebildet. Mit anderen Worten, die untere Schicht 211 wird auf dem Dichtungsharz 170, auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippen 130b und auf den ganzen Oberflächen des Masseanschlusses 126 und der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c in einem Abschnitt ausgebildet, der vom Dichtungsharz 170 freiliegt.
  • Die Ausbildung der unteren Schicht 211 kann durch ein Verfahren zum Ausbilden der unteren Unterschicht 211a und der Unterschicht 211b der oberen Schicht durch das stromlose Plattieren, das als Verfahren 1 zum Ausbilden der Leiterschicht veranschaulicht ist, oder ein Verfahren zum Ausbilden einer einzelnen Schicht der unteren Schicht 211 durch Sputtern oder Gasphasenabscheidung, das als Verfahren 2 zum Ausbilden der Leiterschicht veranschaulicht ist, durchgeführt werden.
  • Wie in 6(b) dargestellt, werden als nächstes die Abschnitte der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c, die vom Dichtungsharz 170 freiliegen, mit einer Maskenvorrichtung 401 bedeckt. Ein elastisches Material 402 wird an einem unteren Ende der Maskenvorrichtung 401 angeordnet und das Dichtungselement 402 wird gegen die obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 durch die Maskenvorrichtung 401 gepresst. Die Maskenvorrichtung 401 weist im dargestellten Beispiel eine Größe auf, die die Gesamtheit der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c bedeckt. Alternativ können drei getrennte Maskenvorrichtungen, die die jeweiligen Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c bedecken, verwendet werden.
  • In diesem Zustand, wie in 7(a) gezeigt, wird die obere Schicht 212 durch Elektroplattieren unter Verwendung der unteren Schicht 211 als Leistungszufuhrschicht ausgebildet. Elektroplattieren wird in einem Zustand durchgeführt, in dem das elektronische Modul 110 in eine Plattierungslösung eingetaucht wird, so dass eine obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 geringfügig unter eine obere Oberfläche der Plattierungslösung versenkt wird. Das Elektroplattieren wird in dieser Weise durchgeführt wird, infolge dessen die Hauptkörperleiterschicht 210 mit der unteren Schicht 211 und der oberen Schicht 212 auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippen 130b und der Gesamtheit des Dichtungsharzes 170, einschließlich der oberen Oberfläche 170a, ausgebildet wird. Außerdem wird die Masseleiterschicht 220, die durch nur die untere Schicht 211 konfiguriert ist, auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet. Da in diesem Fall das Elektroplattieren in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 in die Plattierungslösung eingetaucht wird, um es geringfügig unter die obere Oberfläche der Plattierungslösung zu versenken, wird der Masseanschluss 126 mit einer so großen Höhe wie der Dickenabschnitt der oberen Schicht 212 plattiert, wie in 2(b) dargestellt, und die Menge des Plattierungsmaterials kann eingespart werden.
  • Als nächstes wird die Maskenvorrichtung 401 entfernt, um die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c freizulegen. Dann wird die untere Schicht 211, die auf den freiliegenden Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c ausgebildet ist, entfernt. Mit anderen Worten, die untere Schicht 211, die auf den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c ausgebildet ist, wird unter Verwendung der oberen Schicht 212 als Maske entfernt. Dieser Zustand ist in 7(b) dargestellt. Die Entfernung der unteren Schicht 211 kann durch Trockenätzen oder Nassätzen durchgeführt werden. Da eine Dicke der oberen Schicht 212 dicker ist als die Dicke der unteren Schicht 211, kann die untere Schicht 211 mit der oberen Schicht 212 als Maske geätzt werden und das Ätzen kann beendet werden, wenn die gesamte untere Schicht 211 entfernt wurde. Das Ätzen wird durchgeführt, um die untere Schicht 212, die auf der oberen Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 ausgebildet ist, im Umfang der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c zusammen mit der unteren Schicht 211, die auf den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c ausgebildet ist, zu entfernen. Folglich werden die jeweiligen Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c von der Leiterschicht 200 elektrisch isoliert.
  • Im obigen Verfahren wird die untere Schicht 211 auf der ganzen oberen Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 ausgebildet, die obere Schicht 212 wird auf der unteren Schicht 211 ausschließlich des Umfangsabschnitts des Wurzelabschnitts des Dichtungsharzes 170 ausgebildet ist, in dem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c angeordnet sind, und danach wird die untere Schicht 211 des Wurzelabschnitts der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c entfernt.
  • Andererseits kann ein Verfahren, in dem die untere Schicht 211 und die obere Schicht 212 nicht auf dem Umfangsabschnitt des Wurzelabschnitts, wo die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c des Dichtungsharzes 170 angeordnet sind, ausgebildet werden, angewendet werden. Nachstehend wird das Verfahren beschrieben.
  • [Verfahren zum Verhindern der Befestigung der leitfähigen Schicht am Zuleitungsanschluss]
  • 8(a) ist eine externe perspektivische Ansicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses vor dem Durchführen des stromlosen Plattierens, 8(b) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess in 8(a) und 8(c) ist eine Draufsicht des elektronischen Moduls zum Darstellen eines Prozesses im Anschluss an den Prozess von 8(b).
  • Wie in 8(a) dargestellt, werden zuerst die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c, die vom Dichtungsharz 170 freiliegen, mit der Maskenvorrichtung 401 bedeckt. Ein elastisches Material 402 wird an einem unteren Ende der Maskenvorrichtung 401 angeordnet und das Dichtungsmaterial 402 wird an die obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 durch die Maskenvorrichtung 401 druckgebondet.
  • In diesem Zustand, wie in 8(b) dargestellt, wird die untere Schicht 211 auf der Oberfläche des Dichtungsharzes 170, einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippe 130b und der gesamten Oberfläche des Masseanschlusses 126, die vom Dichtungsharz 170 freiliegt, ausgebildet. Die Ausbildung der unteren Schicht 211 kann durch ein Verfahren zum Ausbilden der unteren Unterschicht 211a und der Unterschicht 211b der oberen Schicht durch das stromlose Plattieren, das als Verfahren 1 zum Ausbilden der Leiterschicht veranschaulicht ist, oder ein Verfahren zum Ausbilden einer einzelnen Schicht der unteren Schicht 211 durch Sputtern oder Gasphasenabscheidung, das als Verfahren 2 zum Ausbilden der Leiterschicht veranschaulicht ist, durchgeführt werden.
  • In dem Fall, in dem die untere Unterschicht 211a und die obere Unterschicht 211b durch stromloses Plattieren ausgebildet werden, besteht kein Bedarf, das ganze elektronische Modul 110 in die Plattierungslösung einzutauchen, und die obere vordere Endseite des Masseanschlusses 126 kann von einer Plattierungslösung freiliegen. Mit anderen Worten, die untere Unterschicht 211a und die obere Unterschicht 211b können bis zu einer Zwischenposition zwischen dem Wurzelabschnitt und dem vorderen Endabschnitt des Masseanschlusses 126 ausgebildet werden.
  • Wie in 8(c) dargestellt, wird die obere Schicht 212 durch Elektroplattieren unter Verwendung der unteren Schicht 211 als Leistungszufuhrschicht ausgebildet. Elektroplattieren wird in einem Zustand durchgeführt, in dem das elektronische Modul 110 in die Plattierungslösung eingetaucht wird, so dass die obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 geringfügig unter die obere Oberfläche der Plattierungslösung versenkt wird. Das Elektroplattieren wird in dieser Weise durchgeführt, infolge dessen die Hauptkörperleiterschicht 210, einschließlich der unteren Schicht 211 und der oberen Schicht 212, auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 auf der Seite der Kühlrippen 130b und der Gesamtheit des Dichtungsharzes 170, einschließlich der oberen Oberfläche 170a, ausgebildet wird. Außerdem wird die Masseleiterschicht 220, die durch nur die untere Schicht 211 konfiguriert ist, auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet.
  • Danach wird die Maskenvorrichtung 401 entfernt.
  • In der obigen Konfiguration ist ein Verfahren, in dem, um zu verhindern, dass die untere Schicht 211 oder die obere Schicht 212 auf den Umfangsabschnitten der Wurzelabschnitte der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c an den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c und der oberen Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 ausgebildet wird, die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c mit der Maskenvorrichtung 401 bedeckt werden, die mit dem Dichtungsmaterial 402 versehen ist, veranschaulicht. Alternativ kann der Umfangsabschnitt des Wurzelabschnitts des Dichtungsharzes 170, in dem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c angeordnet sind, mit Ton oder Gips bedeckt werden.
  • Nachdem die Hauptkörperleiterschicht 210 im elektronischen Modul 110 ausgebildet wurde, wird ein O-Ring in die Nut 171 eingesetzt. Alternativ wird das Dichtungselement 181 in die Nut 171 des Dichtungsharzes 170 eingepresst. Folglich wird die in 1 dargestellte elektronische Vorrichtung 100 ausgebildet.
  • [Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Schaltungskörpers]
  • 9(a) ist ein Schaltplan als ein Beispiel des Schaltungskörpers gemäß der vorliegenden Erfindung und 9(b) ist ein Zeitablaufplan von Eingangs/Ausgangs-Signalen des Schaltungskörpers.
  • Der Schaltungskörper 500 umfasst beispielsweise eine Wechselrichterschaltung, wie in der Figur dargestellt. Der Schaltungskörper 500 umfasst Transistoren 501 bis 504 wie z. B. IGBTs und eine Gleichspannungs-Leistungsversorgung 520 und ein Ausgangsanschluss des Schaltungskörpers 500 ist mit einer Last 519 verbunden. Die Transistoren 501 bis 504 arbeiten als Schaltelemente. Wenn der Transistor 501 und der Transistor 504 gleichzeitig eingeschaltet werden, wird eine Ausgangsspannung Vo dieselbe Spannung E(v) wie eine Gleichspannungs-Leistungsversorgung 520 (siehe 9(b)-(1)). Wenn der Transistor 502 und der Transistor 503 gleichzeitig eingeschaltet werden, wird die Ausgangsspannung Vo -E(v) (siehe 9(b)-(2)). In einem Zustand, in dem alle Transistoren 501 bis 504 ausgeschaltet sind, wird die Ausgangsspannung Vo 0(v).
  • Die Ein/Aus-Operation der Transistoren 501 bis 504 wird gesteuert, um eine Antriebswellenform auszugeben, die in 9(b)-(3) dargestellt ist. Ferner wird eine Feinsteuerung durchgeführt, wodurch eine Wechselspannungswellenform angenähert werden kann.
  • Normalerweise ist jeder der Transistoren 501 bis 504 mit einer Kollektorelektrode, die der Seite des Chips 122a des Leiterrahmens 122 zugewandt ist, und der Gateelektrode und der Emitterelektrode, die der entgegengesetzten Seite zugewandt sind, montiert. In der Montagestruktur ist die Kollektorelektrode mit dem Chip 122a des Leiterrahmens 122 durch das Bondmaterial 129 elektrisch verbunden.
  • Der Masseanschluss 126 wird mit einer Karosserie, einem Fahrgestell oder dergleichen eines Fahrzeugs mit einem Massepotential verbunden. Der Masseanschluss 126 ist mit dem Kühlkörper 130 durch die Masseleiterschicht 220 und die Hauptkörperleiterschicht 210 elektrisch verbunden. Das Isolationselement 124 ist zwischen den Chip 122a des Leiterrahmens 122 und den Kühlkörper 130 eingefügt, infolge dessen die Kollektorelektrode von jedem der Transistoren 501 bis 504 vom geerdeten Abschnitt isoliert ist und ein Ausgangssignal, das in 9(b)-(3) dargestellt ist, zu einer Last 519 geliefert wird.
  • 10 ist ein Schaltplan eines Schaltungskörpers 500A in einem Vergleichsbeispiel.
  • Im Schaltungskörper 500A des Vergleichsbeispiels ist das Isolationselement 124 nicht zwischen den Chip 122a des Leiterrahmens 122 und den Kühlkörper 130 eingefügt. Selbst in diesem Fall ist der Masseanschluss 126 mit dem Kühlkörper 130 durch die Körperleiterschicht 210 und die Hauptkörperleiterschicht 210 elektrisch verbunden und der Masseanschluss 126 ist mit der Karosserie, dem Fahrgestell oder dergleichen des Fahrzeugs verbunden und geerdet. Im obigen Schaltungskörper 500A, wie in der Figur gezeigt, sind die Kollektorelektroden der Transistoren 501 bis 504 durch den Chip 122a des Leiterrahmens 122, den Kühlkörper 130, die Hauptkörperleiterschicht 210, die Masseleiterschicht 220 und den Masseanschluss 126 geerdet. Aus diesem Grund weist, selbst wenn der Transistor 501 und der Transistor 504 gleichzeitig eingeschaltet werden, und selbst wenn der Transistor 502 und der Transistor 503 gleichzeitig eingeschaltet werden, die Ausgangsspannung Vo dasselbe Potential wie das Massepotential auf. Mit anderen Worten, keine Wechselspannungswellenform wird erhalten.
  • Vom obigen Gesichtspunkt besteht kein Bedarf, die Transistoren 501 bis 504 des Schaltungskörpers 500 von der Hauptkörperleiterschicht 210 und der Masseleiterschicht 220 zu isolieren.
  • Gemäß der elektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Vorteile erhalten.
    • (1) Die Struktur 120 von elektronischen Komponenten mit dem Schaltungskörper 500 und dem Kühlkörper 130 wurde mit dem Dichtungsharz 170 abgedichtet und die Leiterschicht 200 wurde auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 und des Dichtungsharzes 170 ausgebildet. Eine Leistungszufuhrleitung des Schaltungskörpers 500 wurde auch vom Kühlkörper 130 isoliert, der Masseanschluss 126 ist in der Struktur 120 von elektronischen Komponenten vorgesehen und der Masseanschluss 126 wurde mit der Leiterschicht 200 elektrisch verbunden. Aus diesem Grund ist der Masseanschluss 126 geerdet, wodurch er in der Lage ist, die Stoßspannung zu unterdrücken, die erzeugt wird, wenn der Schaltungskörper 500 eine Schaltoperation durchführt.
    • (2) Die Leiterschicht 200 umfasst die Hauptkörperleiterschicht, die auf einer Oberfläche des Kühlkörpers 130 und des Dichtungsharzes 170 ausgebildet ist, und die Masseleiterschicht 220, die auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet ist. Die Masseleiterschicht 220 ist durch die untere Schicht 211 konfiguriert, die im spezifischen elektrischen Widerstand kleiner ist, und weist keine obere Schicht 212 auf, die im spezifischen elektrischen Widerstand groß ist. Aus diesem Grund wird, wenn die Masseleiterschicht 220 geerdet ist, ein Widerstandswert des Verbindungsabschnitts verringert und die Stoßspannungsverringerungseffizienz wird verbessert.
    • (3) Die Hauptkörperleiterschicht 210 weist die obere Schicht 212, die aus Metall auf Nickelbasis oder dergleichen besteht mit hoher Toleranz wie z. B. der Oxidationsbeständigkeit unter der Verwendungsumgebung, auf, die auf der unteren Schicht 211 mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand ausgebildet wurde. Aus diesem Grund können die Herstellungskosten der Plattierungsschicht verringert werden und die Zuverlässigkeit für die Verwendungsumgebung kann erhöht werden.
    • (4) Die untere Schicht 211 der Leiterschicht 200 wurde durch Ausbilden der unteren Unterschicht 211a, die aus stromloser Nickelplattierung hergestellt wird, und Ausbilden der oberen Unterschicht 211b, die aus einem Metall auf Kupferbasis mit geringem spezifischem elektrischem Widerstand besteht, auf der unteren Unterschicht 211a durch stromloses Plattieren konfiguriert. Aus diesem Grund kann, selbst wenn der Kühlkörper 130, die leitfähigen Zuleitungen (Zuleitungsanschlüsse) 125a bis 125c oder der Masseanschluss 126 aus einem Metall auf Aluminiumbasis bestehen, eingeschränkt werden, dass diese Komponenten durch die elektrolytische Plattierungslösung des Metalls auf Kupferbasis korrodiert werden.
    • (5) Die untere Schicht 211, die aus einem Metall auf Kupferbasis besteht, wurde auf dem Kühlkörper 130 durch Sputtern oder Gasphasenabscheidung ausgebildet. In diesem Verfahren kann, selbst wenn der Kühlkörper 130, die leitfähigen Zuleitungen 125a bis 125c oder der Masseanschluss 126 aus dem Metall auf Aluminiumbasis hergestellt werden, da die untere Schicht 211 direkt ohne Einfügen irgendeines anderen Metallmaterials ausgebildet werden kann, die Herstellungseffizienz verbessert werden.
    • (6) In dem Fall, in dem eine Haftung zwischen dem Kühlkörper 130 oder dem Dichtungsharz 170 und der Sputter- oder Gasphasenabscheidungsschicht auf Kupferbasis unzureichend ist, kann die Zuverlässigkeit des Bondens durch Einfügen eines darunterliegenden Metalls wie z. B. Titan oder Chrom verbessert werden.
    • (7) Die untere Schicht 211 der leitfähigen Schicht 200 wird auf dem ganzen elektronischen Modul 110 ausgebildet, die obere Schicht 212 wird in einem Zustand ausgebildet, in dem der Umfangsabschnitt des Wurzelabschnitts des Dichtungsharzes 170, in dem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c angeordnet sind, mit der Maskenvorrichtung 401 bedeckt ist. Danach wird die untere Schicht 211 im Umfang des Wurzelabschnitts des Dichtungsharzes 170, in dem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c angeordnet sind, unter Verwendung der oberen Schicht 212 als Maske entfernt. Da die untere Schicht 211 im Umfangsabschnitt des Wurzelabschnitts des Dichtungsharzes, in dem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c angeordnet sind, unter Verwendung der oberen Schicht 212 als Maske entfernt wird, wird die Arbeitseffizienz verbessert.
    • (8) Die untere Schicht 211 und die obere Schicht 212 der Leiterschicht 200 werden ausgebildet, nachdem die Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c mit der Maskenvorrichtung 401 bedeckt wurden. Da in diesem Verfahren ein Prozess zum Entfernen der unteren Schicht 211 der Leiterschicht 200 nicht erforderlich ist und die Anzahl von Prozessen verringert ist, kann die Arbeitseffizienz weiter verbessert werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 11 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Eine elektronische Vorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform ist von der elektronischen Vorrichtung 100 der ersten Ausführungsform insofern verschieden, als ein Masseanschluss 126a mit einem Kühlkörper 130 elektrisch verbunden ist.
  • Die Konfiguration, in der der Masseanschluss 126a auf der oberen Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 zusammen mit den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c linear angeordnet ist, ist dieselbe wie jene der elektronischen Vorrichtung 100 der ersten Ausführungsform.
  • Der Masseanschluss 126a gemäß der zweiten Ausführungsform ist in Richtung der Seite des Kühlkörpers 130 in einem Abschnitt gebogen, der in das Dichtungsharz 170 eingebettet ist, und ein Ende des Masseanschlusses 126a ist mit dem Kühlkörper 130 durch Löten, Schweißen oder dergleichen elektrisch verbunden.
  • Andere Konfigurationen der elektronischen Vorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie jene der elektronischen Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
  • In der zweiten Ausführungsform werden auch dieselben Vorteile wie jene in der ersten Ausführungsform ausgeübt.
  • Da in der zweiten Ausführungsform der Masseanschluss 126a auch mit dem Kühlkörper 130 elektrisch verbunden ist, ist eine Unterdrückung der Stoßspannung zuverlässiger.
  • Dritte Ausführungsform
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Eine elektronische Vorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform wird hauptsächlich mit Bezug auf Unterschiede von der elektronischen Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Die elektronische Vorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform umfasst einen Belagstrahlungsstrukturabschnitt 610 auf einer Seite entgegengesetzt zu einem Kühlkörper 130 in einer elektronischen Komponente 121. Der Belagwärmestrahlungsstrukturabschnitt 610 umfasst ein Zwischenwärmeübertragungselement 611, ein Belagisolationselement 612 und einen Belagkühlkörper 613.
  • Das Zwischenwärmeübertragungselement 611 besteht aus einem sehr wärmeleitfähigen Material wie z. B. Kupfer oder einem Metall auf Aluminiumbasis oder Keramik wie z. B. Aluminiumoxid. Das Belagisolationselement 612 ist dasselbe Element wie jenes des Isolationselements 124 und besteht aus Keramik oder einem organischen Harz. Der Belagkühlkörper 613 ist dasselbe Element wie jenes des Kühlkörpers 130 und umfasst einen Hauptkörper 613a und Kühlrippen 613b. Der Zwischenwärmeübertragungskörper 611 ist zwischen die elektronische Komponente 121 und das Belagisolationselement 612 eingefügt, eine Oberfläche des Zwischenwärmeübertragungskörpers 611 ist mit einer Oberfläche der elektronischen Komponente 121 thermisch gekoppelt und die andere Oberfläche des Zwischenwärmeübertragungskörpers 611 ist mit einer Oberfläche des Belagisolationselements 612 thermisch gekoppelt. Die elektronische Komponente 121 umfasst einen Transistor wie z. B. einen IGBT und eine nicht gezeigte Emitterelektrode ist mit dem Zwischenwärmeübertragungskörper 611 thermisch gekoppelt. Wie vorstehend beschrieben, ist eine Kollektorelektrode des Transistors mit einem Chip 122a eines Leiterrahmens 122 durch ein Bondmaterial 129 thermisch gekoppelt.
  • Daher weist eine Struktur 120A von elektronischen Komponenten gemäß der dritten Ausführungsform eine Struktur auf, in der der Belagkühlkörper 610 mit der elektronischen Komponente 121 der Struktur 120 von elektronischen Komponenten gemäß der ersten Ausführungsform thermisch gekoppelt ist. Das Dichtungsharz 170A dichtet die Struktur 120A von elektronischen Komponenten ab, um eine Oberfläche des Kühlkörpers 130, eine Oberfläche des Belagkühlkörpers 613, Vorderendseiten der Zuleitungsanschlüsse 125a bis 125c und den Masseanschluss 126 freizulegen.
  • Da andere Konfigurationen der elektronischen Vorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform dieselben wie jene der elektronischen Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform sind, sind die entsprechenden Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
  • In der elektronischen Vorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform werden auch dieselben Vorteile wie jene der elektronischen Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. Da in der elektronischen Vorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform die Kühlkörper 130 und 613 auf beiden Seiten der elektronischen Komponente 121 vorgesehen sind, kann außerdem der Wärmestrahlungseffekt der elektronischen Komponente 121 verbessert werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • 13 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14(a) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIVa-XIVa von 13 und 14(b) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIVb-XIVb von 13.
  • In einer elektronischen Vorrichtung 100C gemäß einer vierten Ausführungsform ist ein Dichtungsabschnitt 180A ähnlich zum Dichtungsabschnitt 180, der auf einer oberen Seite vorgesehen ist, auch auf einer unteren Seite vorgesehen. Der Dichtungsabschnitt 180A umfasst eine Nut 171, die in einem Dichtungsharz 170 vorgesehen ist, eine Hauptkörperleiterschicht 210, die in der Nut 171 ausgebildet ist, und ein Dichtungselement 181. Die elektronische Vorrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform ist in einem einen Strömungsweg bildenden Körper, der nicht gezeigt ist, installiert, so dass obere und untere Enden der elektronischen Vorrichtung 100C außerhalb eines Kühlströmungsweges angeordnet sind, durch den ein Kühlmittel strömt, mit anderen Worten, ein zentraler Bereich zwischen dem Dichtungsabschnitt 180 und dem Dichtungsabschnitt 180A ist in ein Kühlmedium eingetaucht.
  • Zuleitungsanschlüsse 125d bis 125f sind auf einer Seite der unteren Oberfläche des elektronischen Moduls 110 so ausgebildet, dass sie vom Dichtungsharz 170 vorstehen, wie bei den Zuleitungsanschlüssen 125a und 125c, die auf der Seite der oberen Oberfläche des elektronischen Moduls 110 so ausgebildet sind, dass sie vom Dichtungsharz 170 vorstehen. Die jeweiligen Zuleitungsanschlüsse 125d bis 125f sind mit einem Chip 122a eines Leiterrahmens 122 durch Drähte 123 verbunden. Die Zuleitungsanschlüsse 125d bis 125f sind von der Leiterschicht 200 wie bei den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c isoliert.
  • Ähnlich zum Masseanschluss 126, der auf der Seite der oberen Oberfläche des elektronischen Moduls 110 so ausgebildet ist, dass er vom Dichtungsharz 170 vorsteht, ist außerdem ein Masseanschluss 126b auf der Seite der unteren Oberfläche des elektronischen Moduls 110 so ausgebildet, dass er vom Dichtungsharz 170 vorsteht. Wie der Masseanschluss 126 ist der Masseanschluss 126b vom Leiterrahmen 122, der elektronischen Komponente 121, dem Bondmaterial 129 und so weiter isoliert. In 13 sind die Masseanschlüsse 126 und 126b in einem Zustand dargestellt, in dem sie vom Kühlkörper 130 isoliert sind. Wie bei der zweiten Ausführungsform, die in 11 dargestellt sind, können alternativ beide oder einer der Masseanschlüsse 126 und 126b mit dem Kühlkörper 130 elektrisch verbunden sein.
  • Eine Masseleiterschicht 220 ist auf dem Masseanschluss 126b ähnlich zum Masseanschluss 126 ausgebildet. Die Masseleiterschicht 220 besteht aus demselben Material wie jenem der unteren Schicht 211 der Körperleiterschicht 210 und ist mit der Körperleiterschicht 210 elektrisch verbunden.
  • Die andere Struktur in der vierten Ausführungsform ist dieselbe wie jene in der ersten Ausführungsform und die entsprechenden Elemente sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
  • Daher werden auch in der vierten Ausführungsform dieselben Vorteile wie jene in der ersten Ausführungsform erhalten.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 15 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In einer elektronischen Vorrichtung 100D gemäß der fünften Ausführungsform, die in 15 dargestellt ist, weist ein Wurzelabschnitt 141 eines Masseanschlusses 126 dieselbe Konfiguration wie jene einer Hauptkörperleiterschicht 210 auf. Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Hauptkörperleiterschicht 210 eine untere Schicht 211 und eine obere Schicht 212.
  • Die untere Schicht 211 ist auf der ganzen äußeren Oberfläche des elektronischen Moduls 110, einschließlich einer äußeren Oberfläche des Masseanschlusses 126, ausgebildet und die obere Schicht 212 ist auf der unteren Schicht 211 ausgebildet. In der ersten Ausführungsform wird, wenn die obere Schicht 212 ausgebildet wird, Elektroplattieren in einem Zustand durchgeführt, in dem das elektronische Modul 110 in eine Plattierungslösung eingetaucht wird, so dass die obere Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 geringfügig unter die obere Oberfläche der Plattierungslösung sinkt. Da in diesem Verfahren die obere Schicht 212 nicht in der Wurzel des Masseanschlusses 126 ausgebildet wird, kann die Menge an Plattierungsmaterial eingespart werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine Verbindung zwischen der unteren Schicht 211 und der oberen Schicht 212 an der Wurzel des Masseanschlusses 126 instabil wird.
  • In der fünften Ausführungsform wird daher, wenn die obere Schicht 212 ausgebildet wird, das Elektroplattieren in einem Zustand durchgeführt, in dem das elektronische Modul 110 in die Plattierungslösung bis zum Wurzelabschnitt 141 des Masseanschlusses 126 eingetaucht wird. Folglich wird der Wurzelabschnitt 141 des Masseanschlusses 126 in derselben Plattierungsschichtstruktur wie jener der Hauptkörperleiterschicht 210 ausgebildet.
  • Die anderen Strukturen in der fünften Ausführungsform sind dieselben wie jene in der ersten Ausführungsform und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
  • Daher weist die fünfte Ausführungsform auch dieselbe Konfiguration wie jene der ersten Ausführungsform auf. In der fünften Ausführungsform kann insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen der unteren Schicht 211 und der oberen Schicht 212 des Masseanschlusses 126 zuverlässiger durchgeführt werden.
  • In den elektronischen Vorrichtungen 100A bis 100C gemäß der zweiten bis vierten Ausführungsform kann die Struktur der elektronischen Vorrichtung 100D gemäß der fünften Ausführungsform auch angewendet werden.
  • Sechste Ausführungsform
  • 16 ist eine externe perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Eine elektronische Vorrichtung 100E gemäß der sechsten Ausführungsform, die in 16 dargestellt ist, umfasst mehrere (zwei in 16) Masseanschlüsse 126 und 142.
  • Eine Masseleiterschicht 220 ist auf jedem der Masseanschlüsse 126 und 142 ausgebildet. Die Masseanschlüsse 126 und 142 sind so vorgesehen, dass sie dem Längsende einer oberen Oberfläche 170a eines Dichtungsharzes 170 zugewandt sind. Wie in den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist die Masseleiterschicht 220 einteilig mit einer unteren Schicht 211 einer Hauptkörperleiterschicht 210 ausgebildet und weist keine obere Schicht 212 der Hauptkörperleiterschicht 210 auf.
  • Der Rest der Struktur der elektronischen Vorrichtung 100E gemäß der sechsten Ausführungsform ist dieselbe wie jene der ersten Ausführungsform und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
  • In der sechsten Ausführungsform werden auch dieselben Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform ausgeübt. Insbesondere da die sechste Ausführungsform die mehreren Masseanschlüsse 126 und 142 aufweist, kann die Stoßspannung zuverlässiger unterdrückt werden.
  • In der zweiten bis fünften Ausführungsform kann auch die Struktur der sechsten Ausführungsform angewendet werden.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist der Masseanschluss 126 auf der oberen Oberfläche 170a des Dichtungsharzes 170 vorgesehen. Alternativ kann der Masseanschluss 126 auf der anderen Seitenoberfläche des Dichtungsharzes 170 vorgesehen sein. Es ist jedoch bevorzugt, den Masseanschluss 126 außerhalb des Dichtungsabschnitts 180 vorzusehen.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist die elektronische Komponente 121 am Leiterrahmen 122 montiert. Das Element, an dem die elektronische Komponente 121 montiert ist, ist jedoch nicht auf den Leiterrahmen 122 begrenzt, sondern kann durch ein anderes Stützelement mit Wärmeleitfähigkeit konfiguriert sein.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist die Masseleiterschicht 220 auf der ganzen Oberfläche der Masseanschlüsse 126, 126a, 126b, 142 ausgebildet. Alternativ kann die Masseleiterschicht 220 in nur einem Teil der Wurzelseite der Masseanschlüsse 126, 126a, 126b und 142 ausgebildet sein.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen wurde, um zu verhindern, dass die obere Schicht 212 auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet wird, nachdem die untere Schicht 211 auf dem Masseanschluss 126 ausgebildet wurde, das elektronische Modul 110 in eine Plattierungsschicht eingetaucht, so dass der Masseanschluss 126 von der Plattierungsschicht vorsteht, und elektroplattiert. Alternativ kann der Masseanschluss 126 in die Plattierungslösung in einem Zustand eingetaucht werden, in dem er mit der Maskenvorrichtung wie bei den Zuleitungsanschlüssen 125a bis 125c bedeckt ist und dann elektroplattiert wird.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist die obere Schicht 212 nicht in mindestens einem Teil der Masseanschlüsse 126, 126a, 126b und 142 ausgebildet. Die gesamten Oberflächen der Masseanschlüsse 126, 126a, 126b und 142 können jedoch mit der oberen Schicht 212 bedeckt sein.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen weist der Kühlkörper 130 die Kühlrippen 130b auf. Der Kühlkörper 130 kann jedoch die Kühlrippen 130b nicht aufweisen.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen wurde das Isolationselement 124 direkt an den Kühlkörper 130 gebondet. Eine nicht gezeigte Zwischenwärmeübertragungsplatte kann jedoch mit dem Kühlkörper 130 verbunden werden und das Isolationselement 124 kann mit der Zwischenwärmeübertragungsplatte verbunden werden.
  • In den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen ist der Kühlkörper 130 in das Dichtungsharz 170 eingebettet, so dass die obere Oberfläche der Kühlrippen 130b des Kühlkörpers 130 mit der äußeren Oberfläche des Dichtungsharzes 170 im Wesentlichen bündig ist. Der Hauptkörper 130a des Kühlkörpers 130 kann jedoch in das Dichtungsharz 170 bis zu einer Mitte der Dicke des Hauptkörpers 130a eingebettet sein. Alternativ kann der Kühlkörper 130 nicht in das Dichtungsharz 170 eingebettet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Festigkeit der Bindung zwischen dem Kühlkörper 130 und dem Isolationselement 124 erhöht werden kann oder eine nicht gezeigte Zwischenmetallplatte an den Kühlkörper 130 metallgebondet werden kann, so dass die Zwischenmetallplatte im Dichtungsharz 170 vergraben wird.
  • In den obigen Ausführungsformen weist der Schaltungskörper 500 die Wechselrichterschaltung auf, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf einen Fall anwendbar, in dem der Schaltungskörper 500 eine andere Leistungsumsetzungsschaltung aufweist, wie z. B. eine Umsetzerschaltung.
  • Daneben kann die vorliegende Erfindung beliebig modifiziert und innerhalb des Schutzbereichs eines Gedankens der Erfindung angewendet werden. In der elektronischen Vorrichtung, in der ein Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses und eine Oberfläche des Kühlkörpers freigelegt sind, und der Umfang der Struktur von elektronischen Komponenten mit dem Dichtungsharz bedeckt ist, können kurz die Hauptkörperleiterschicht, die so ausgebildet ist, dass sie vom Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss isoliert ist und die ganze Oberfläche eines Eintauchbereichs des Dichtungsharzes und eine Oberfläche des Kühlkörpers im Kühlmedium bedeckt, und die Masseleiterschicht, die zumindest einen Teil des Masseanschlusses bedeckt und mit der Hauptkörperschicht elektrisch verbunden ist, vorgesehen sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 100A bis 100E:
    elektronische Vorrichtung
    110:
    elektronisches Modul
    120, 120A:
    Struktur von elektronischen Komponenten
    121:
    elektronische Komponente
    122:
    Leiterrahmen (wärmeleitfähiges Stützelement)
    123:
    Draht
    124:
    Isolationselement
    125a bis 125f:
    Zuleitungsanschluss (Eingangsanschluss, Steueranschluss, Ausgangsanschluss)
    126, 126a, 126b und 142:
    Masseanschluss
    129:
    Bondmaterial
    130:
    Kühlkörper
    130a:
    Hauptkörper
    130b:
    Kühlrippe
    141:
    Wurzelabschnitt
    170, 170A:
    Dichtungsharz
    171:
    Nut
    180,
    180A: Dichtungsabschnitt
    181:
    Dichtungselement
    200:
    Leiterschicht
    210:
    Hauptkörperleiterschicht
    211:
    untere Schicht
    211a:
    untere Unterschicht
    211b:
    obere Unterschicht
    212:
    obere Schicht
    220:
    Masseleiterschicht
    401:
    Maskenvorrichtung
    402:
    Dichtungsmaterial
    500:
    Schaltungskörper
    501 bis 504:
    Transistor (Halbleiterelement)
    610:
    Belagwärmeableitungsstruktur
    611:
    Zwischenwärmeübertragungskörper
    612:
    Belagisolationselement
    613:
    Belagkühlkörper
    613a:
    Hauptkörper
    613b:
    Kühlrippe

Claims (2)

  1. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, umfassend: eine Struktur von elektronischen Komponenten (121), die einen Schaltungskörper mit einem Halbleiterelement mit einer Eingangselektrode und einer Ausgangselektrode und einem wärmeleitfähigen Stützelement zum Abstützen des Halbleiterelements, einen Kühlkörper, der auf einer Oberfläche des Schaltungskörpers angeordnet ist, so dass er wärmeleitfähig ist, ein wärmeleitfähiges Isolationselement, das zwischen den Kühlkörper und das wärmeleitfähige Stützelement eingefügt ist, einen Eingangsanschluss, der mit der Eingangselektrode verbunden ist, einen Ausgangsanschluss, der mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und einen Masseanschluss (126, 126a, 126b, 142) umfasst; ein Dichtungsharz (170, 170a), das so ausgebildet ist, dass es einen Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freilegt, und einen Umfang der Struktur von elektronischen Komponenten (121) bedeckt; eine Hauptkörperleiterschicht, die so ausgebildet ist, dass sie vom Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss isoliert ist, und so ausgebildet ist, dass sie eine ganze Oberfläche eines Eintauchbereichs des Dichtungsharzes (170, 170a) und eine Oberfläche des Kühlkörpers, die in ein Kühlmedium eingetaucht ist, bedeckt; und eine Masseleiterschicht, die zumindest einen Teil des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) bedeckt und mit der Hauptkörperleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei die Hauptkörperleiterschicht eine obere Schicht (212) und eine untere Schicht (211) umfasst, die zwischen der oberen Schicht und dem Dichtungsharz (170, 170a) angeordnet ist und einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als jener der oberen Schicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Abdichten eines Umfangs der Struktur von elektronischen Komponenten (121) mit dem Dichtungsharz (170, 170a) in einem Zustand, in dem ein Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses, des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freigelegt sind; Ausbilden der unteren Schicht (211) auf jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142), Umfangsabschnitten des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses im Dichtungsharz (170, 170a), einer Oberfläche des Kühlkörpers und einer Oberfläche des Dichtungsharzes (170, 170a); Bedecken von mindestens jedem des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses und der Umfangsabschnitte des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses im Dichtungsharz (170, 170a) mit einer Maske; Ausbilden der oberen Schicht (212) auf der unteren Schicht (211) mit der unteren Schicht (211) als Leistungszufuhrschicht durch Elektroplattieren; und Entfernen der Maske, um die auf den Umfangsabschnitten des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses ausgebildete untere Schicht (211) im Dichtungsharz (170, 170a) zu entfernen.
  2. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, umfassend: eine Struktur von elektronischen Komponenten (121), die einen Schaltungskörper mit einem Halbleiterelement mit einer Eingangselektrode und einer Ausgangselektrode und einem wärmeleitfähigen Stützelement zum Abstützen des Halbleiterelements, einen Kühlkörper, der auf einer Oberfläche des Schaltungskörpers angeordnet ist, so dass er wärmeleitfähig ist, ein wärmeleitfähiges Isolationselement, das zwischen den Kühlkörper und das wärmeleitfähige Stützelement eingefügt ist, einen Eingangsanschluss, der mit der Eingangselektrode verbunden ist, einen Ausgangsanschluss, der mit der Ausgangselektrode verbunden ist, und einen Masseanschluss (126, 126a, 126b, 142) umfasst; ein Dichtungsharz (170, 170a), das so ausgebildet ist, dass es einen Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses und des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freilegt, und einen Umfang der Struktur von elektronischen Komponenten (121) bedeckt; eine Hauptkörperleiterschicht, die so ausgebildet ist, dass sie vom Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss isoliert ist, und so ausgebildet ist, dass sie eine ganze Oberfläche eines Eintauchbereichs des Dichtungsharzes (170, 170a) und eine Oberfläche des Kühlkörpers, die in ein Kühlmedium eingetaucht ist, bedeckt; und eine Masseleiterschicht, die zumindest einen Teil des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) bedeckt und mit der Hauptkörperleiterschicht elektrisch verbunden ist, wobei die Hauptkörperleiterschicht eine obere Schicht (212) und eine untere Schicht (211) umfasst, die zwischen der oberen Schicht und dem Dichtungsharz (170, 170a) angeordnet ist und einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der niedriger ist als jener der oberen Schicht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Abdichten eines Umfangs der Struktur von elektronischen Komponenten (121) mit dem Dichtungsharz (170, 170a) in einem Zustand, in dem ein Teil von jedem des Eingangsanschlusses, des Ausgangsanschlusses, des Masseanschlusses (126, 126a, 126b, 142) und eine Oberfläche des Kühlkörpers freigelegt sind; Bedecken mindestens jedes des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses und der Umfangsabschnitte des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses im Dichtungsharz (170, 170a) mit einer Maske; Ausbilden der unteren Schicht (211) auf dem Masseanschluss (126, 126a, 126b, 142), einer Oberfläche des Kühlkörpers und einer Oberfläche des Dichtungsharzes (170, 170a); Ausbilden der oberen Schicht (212) auf der unteren Schicht (211), die auf mindestens einer Oberfläche des Kühlkörpers und der Oberfläche des Dichtungsharzes (170, 170a) ausgebildet ist; und Entfernen der Maske.
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