DE112016006928T5 - Halbleitervorrichtungsmodul - Google Patents

Halbleitervorrichtungsmodul Download PDF

Info

Publication number
DE112016006928T5
DE112016006928T5 DE112016006928.6T DE112016006928T DE112016006928T5 DE 112016006928 T5 DE112016006928 T5 DE 112016006928T5 DE 112016006928 T DE112016006928 T DE 112016006928T DE 112016006928 T5 DE112016006928 T5 DE 112016006928T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
holder
semiconductor device
electrode
device module
insulating housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112016006928.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Arata Iizuka
Korehide Okamoto
Natsuki Tsuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112016006928T5 publication Critical patent/DE112016006928T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleitervorrichtungsmodul umfassend: eine Halbleitervorrichtung, welche eine obere Elektrode und eine untere Elektrode umfasst; ein Substrat, auf welchem die untere Elektrode der Halbleitervorrichtung kontaktiert ist; einen Kühlkörper, auf welchem das Substrat montiert ist; eine Leitungselektrode durch welche ein Hauptstrom der Halbleitervorrichtung fließt; ein isolierendes Gehäuse, welches zum Umschließen des Substrats angeordnet ist; und einen Halter, welcher in freitragender Weise im isolierenden Gehäuse angeordnet ist, wobei der Halter die Leitungselektrode unterstützt, wobei ein Ende der Leitungselektrode mit der oberen Elektrode der Halbleitervorrichtung hartverlötet ist, und wobei eine andere Endseite in eine Wandung des isolierenden Gehäuses eingefügt ist, und der Halter an dem einen Ende in die Elektrode eingreift, um eine Bewegung der Leitungselektrode einzuschränken.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Halbleitervorrichtungsmodul, und insbesondere ein Halbleitervorrichtungsmodul, welches eine Leistungsvorrichtung umfasst.
  • Stand der Technik
  • In den vergangenen Jahren wurden hochleistungsfähige und verkleinerte Halbleitervorrichtungsmodule mit hoher Zuverlässigkeit als fahrzeuginterne Leistungshalbleitervorrichtungen angestrebt. Um diese zu realisieren, wurde eine Direktleitungskontaktierungs- (DLB) Struktur zur Direktkontaktierung einer Leistungsvorrichtung mit einer externen Leitungselektrode eingeführt. Darüber hinaus wurde eine Studie bezüglich eines Halbleitervorrichtungsmoduls durchgeführt, welches über eine Direktkühlstruktur verfügt und welches mit einem lamellenbesetzten Kühlkörper kombiniert ist.
  • Wenn die Direktkühlstruktur verwendet wird, ist ein Aufbau zum Verpacken einer Mehrzahl von Leistungsvorrichtungen in einem Modul gewünscht, um ein Versiegelungskonzept einer Kühleinheit und auch eine Verbindung mit einem externen Draht zu vereinfachen.
  • In der DLB-Struktur wird die Zuverlässigkeit des Moduls durch die Form eines Hartlotmetalls zum Kontaktieren einer Leistungsvorrichtung mit einer Leitungselektrode, ein Ausmaß einer thermischen Verschiebung der Leitungselektrode, und die Haftung eines Versiegelungsmaterials an jeder Komponente beeinflusst. Daher müssen die Form des Hartlotmetalls und die Haftung des Versiegelungsmaterials in einem guten Zustand aufrechterhalten werden, um die Zuverlässigkeit des Moduls zu verbessern.
  • Die Herstellung der hochleistungsfähigen Halbleitervorrichtungen erfordert ein paralleles Anordnen einer Mehrzahl von Leistungsvorrichtungen, während die einzelnen Leistungsvorrichtungen vergrößert werden, wodurch nicht nur die Leitungselektroden, sondern auch die Verpackungen vergrößert werden. Daher ist die Herausforderung eine Ausrichtungsgenauigkeit einer Leitungselektrode und einer Leistungsvorrichtung zu verbessern, um eine vorteilhafte Form des Hartlotmetalls zu erhalten.
  • Da die vergrößerten Verpackungen die Kosten für ein Druckversiegeln mit einem Gießharz etc. erhöhen, wird, wie zum Beispiel in Patentdokument 1 offenbart, regelmäßig eine Versiegelungsstruktur zum Einsetzen einer Seite einer Leitungselektrode in ein Harzgehäuse und ein Füllen des Harzgehäuses mit einem epoxid-basierten Harz eingesetzt. Hier ist die Leitungselektrode freitragend. Dadurch wird die thermische Verschiebung der Elektrode aufgrund der Wärme, die zum Beispiel in einer Leistungsvorrichtung erzeugt wird, vermutlich größer. Durch Nichtverwenden der Druckversiegelung wird es zusätzlich schwierig, die thermische Verschiebung der Leitungselektrode zu reduzieren, wodurch die Belastung auf die Leistungsvorrichtung erhöht und die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls reduziert werden kann.
  • Stand der Technik Dokumente
  • Patentdokumente
  • Patent Dokument 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungs-Nr. 2009-105267
  • Zusammenfassung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die Probleme zu lösen, und es ist die Aufgabe, ein Halbleitervorrichtungsmodul mit einer DLB-Struktur bereitzustellen, in welcher die Ausrichtungsgenauigkeit einer Leitungselektrode und einer Leistungsvorrichtung verbessert wird und in welcher eine thermische Verschiebung der Leitungselektrode reduziert wird.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Das Halbleitervorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Halbleitervorrichtung umfassend eine obere Elektrode und eine untere Elektrode; ein Substrat, auf welchem die untere Elektrode der Halbleitervorrichtung kontaktiert ist; einen Kühlkörper, auf welchem das Substrat montiert ist; eine Leitungselektrode, durch die ein Hauptstrom der Halbleitervorrichtung fließt; ein isolierendes Gehäuse, welches zum Umschließen des Substrats angeordnet ist; und einen Halter, welcher in einer freitragenden Weise im isolierenden Gehäuse angeordnet ist, wobei der Halter die Leitungselektrode unterstützt, wobei ein Ende der Leitungselektrode mit der oberen Elektrode der Halbleitervorrichtung hartverlötet ist, und eine andere Endseite in eine Wandung des isolierenden Gehäuses eingefügt ist, und wobei der Halter an dem einen Ende in die Elektrode eingreift, um eine Bewegung der Leitungselektrode zu beschränken.
  • Auswirkungen der Erfindung
  • Im Halbleitervorrichtungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt der Halter die Bewegung der Leitungselektrode. Infolgedessen wird die Positionsgenauigkeit der Leitungselektrode verbessert, und ein Abstand zwischen der Leitungselektrode und der Halbleitervorrichtung kann auf geeignete Weise aufrechterhalten werden. Des Weiteren kann ein Hartlotmetall für die Leitungselektrode unter Aufrechterhaltung einer vorteilhaften Form hartgelötet werden, und eine thermische Verschiebung des Hartlotmetalls, aufgrund der erzeugten Wärme, wenn ein elektrischer Strom an den Halbleitervorrichtungen anliegt, wird reduziert, wodurch die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls verbessert werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau eines Halbleitervorrichtungsmoduls 100 gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau des Halbleitervorrichtungsmoduls 100 gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau des Halbleitervorrichtungsmoduls 100 gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht
    • 4 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Modifikation 1 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Modifikation 2 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Modifikation 3 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Modifikation 4 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau einer Modifikation 5 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 9 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau eines Halbleitervorrichtungsmoduls 100 gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht.
  • Beschreibung der Ausführungsform(en)
  • <Ausführungsform 1>
  • 1 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau eines Halbleitervorrichtungsmoduls 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das in 1 veranschaulichte Halbleitervorrichtungsmodul ist dasjenige, das Leistungsvorrichtungen, wie einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), und eine Freilaufdiode (FWD) als ein Modul verpackt. 1 veranschaulicht als ein Beispiel einen Dreiphaseninverter.
  • In 1 sind zum Beispiel die Schaltungsmuster 30 und 301 auf einem isolierenden Substrat 31, welches zum Beispiel aus Aluminiumnitrid (AIN) besteht, innerhalb eines Harzgehäuses 60 (isolierendes Gehäuse) angeordnet. Die Schaltvorrichtungen T1 und die Diodenvorrichtungen D1 sind auf dem Schaltungsmuster 30 montiert, und die Schaltvorrichtungen T11 und die Diodenvorrichtungen D11 sind auf dem Schaltungsmuster 301 montiert. Die Schaltvorrichtung T1 und die Diodenvorrichtung D1 sind jeweils zwei parallel geschaltete Vorrichtungen, und die Schaltvorrichtung T11 und die Diodenvorrichtung D11 sind ebenfalls jeweils zwei parallel geschaltete Vorrichtungen. Jede der Schaltvorrichtungen T1 und T11 und jede der Diodenvorrichtungen D1 und D11 verfügt über obere und untere Elektroden.
  • Ein Ende einer Leitungselektrode 40 ist mit den oberen Elektroden der Schaltvorrichtungen T1 und den Diodenvorrichtungen D1 mittels der Direktleitungskontaktierung kontaktiert. Ein Ende einer Leitungselektrode 41 ist mit den oberen Elektroden der Schaltvorrichtungen T11 und den Diodenvorrichtungen D11 mittels der Direktleitungskontaktierung kontaktiert.
  • Die andere Endseite der Leitungselektrode 40, welche der Direktleitungskontaktierten gegenüberliegt, ist mittels Insert-Molding in eine Wandung des Harzgehäuses 60 eingebettet. Das andere Ende liegt auf der oberen Fläche des Harzgehäuses 60 frei, um mit einem externen Draht verbunden zu werden.
  • Die andere Endseite der Leitungselektrode 41, welche der Direktkontaktierten gegenüberliegt, ist mittels Insert-Molding in die Wandung des Harzgehäuses 60 eingebettet. Das andere Ende liegt auf der oberen Fläche des Harzgehäuses 60 frei, um mit einem externen Draht verbunden zu werden. Eine Leitungselektrode 42 ist mittels Insert-Molding in die Wandung des Harzgehäuses 60 eingebettet, um parallel zur Leitungselektrode 41 zu liegen. Das andere Ende ist auf dem Schaltungsmuster 301 mittels der Direktleitungskontaktierung kontaktiert. Der Hauptstrom des Inverters fließt durch die Leitungselektroden 40 bis 42.
  • Der beschriebene Aufbau besteht aus einer einzelnen Phase des Dreiphaseninverters. Die verbleibenden beiden Phasen mit demselben Aufbau sind innerhalb des Harzgehäuses 60 angeordnet.
  • Das Harzgehäuse 60 ist durch die Abtrennungen 601 für jeweilige Aufnahmebereiche der Phasen des Inverters unterteilt. In den Bereichen, die durch die Abtrennungen 601 unterteilt sind, sind Halter 61 und 611 zur Unterstützung jeweils eines der Enden der Leitungselektroden 40 und 41 in einer freitragenden Weise angeordnet, um Bereiche von der Wandung des Harzgehäuses 60 zu den Abtrennungen 601, und zwischen den Abtrennungen 601 zu queren.
  • Als Nächstes wird der Aufbau der Halter 61 und 611 mit Bezug zu den 2 und 3 beschrieben. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau des Querschnitts in 1 veranschaulicht, der entlang einer Linie A-A in Richtung der Pfeile entnommen wurde. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau des Querschnitts in 1 veranschaulicht, der entlang einer Linie B-B in Richtung der Pfeile entnommen wurde.
  • Wie in 2 veranschaulicht, ist das isolierende Substrat 31 im Halbleitervorrichtungsmodul 100 über ein Hartlotmetall 21, wie ein Lot, auf einem Kühlkörper 50 kontaktiert, welcher aus einem Material mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit besteht, zum Beispiel Kupfer (Cu) oder eine Legierung, welche als Hauptelemente Al und Cu enthält. Das isolierende Substrat 31 ist dadurch befestigt, dass ein auf dessen rückwärtiger Fläche angeordnetes Leitermuster 32 mit dem Hartlotmetall 21 kontaktiert ist.
  • Die Schaltungsmuster 30 und 301 sind auf der Vorderseite des isolierenden Substrats 31 angeordnet. Die unteren Elektroden der Schaltvorrichtungen T1 und der Diodenvorrichtungen D1 sind auf dem Schaltungsmuster 30 über ein Hartlotmetall 20 kontaktiert. Die unteren Elektroden der Schaltvorrichtungen T11 und die Diodenvorrichtungen D11 (1) sind auf dem Schaltungsmuster 301 über das Hartlotmetall 20 kontaktiert. Die Leitermuster 30 und 301 sind Leiter, die zum Beispiel aus Al oder Cu hergestellt sind und die durch Metallisieren der Oberfläche des isolierenden Substrats 31 ausgebildet werden.
  • Das Harzgehäuse 60 ist auf dem Kühlkörper 50 montiert, um das isolierende Substrat 31 zu umschließen. Die umspritzten Leitungselektroden 40, 41, und 42 (1) ragen aus der inneren Fläche des Harzgehäuses 60 hervor, um sich über das isolierende Substrat 31 in einer freitragenden Weise zu erstrecken.
  • Die Leitungselektrode 41, deren andere Endseite in die Wandung des Harzgehäuses 60 eingesetzt wird, verfügt über die eine Endseite, welche mit der oberen Elektrode der Schaltvorrichtungen T11 und der Diodenvorrichtungen D11 (1) mittels der Direktleitungskontaktierung über das Hartlotmetall 22 kontaktiert ist, und deren Spitze mit dem Schaltungsmuster 30 über das Hartlotmetall 23 kontaktiert ist.
  • Die Spitze der Leitungselektrode 41 greift in den Halter 611 ein. Somit ist die Leitungselektrode 41 mit den Schaltvorrichtungen T11 und den Diodenvorrichtungen D11 (1) kontaktiert, wobei ihre Bewegung in den horizontalen und vertikalen Richtungen eingeschränkt ist.
  • Die Leitungselektrode 40, deren andere Endseite in die Wandung des Harzgehäuses 60 eingesetzt ist, verfügt über die eine Endseite, welche mit der oberen Elektrode der Schaltvorrichtungen T1 und der Diodenvorrichtungen D1 mittels der Direktleitungskontaktierung über das Hartlotmetall 22 kontaktiert ist.
  • Die Spitze der Leitungselektrode 40 greift in den Halter 61 ein. Somit ist die Leitungselektrode 40 mit den Schaltvorrichtungen T1 und den Diodenvorrichtungen D1 kontaktiert, wobei ihre Bewegung in den horizontalen und vertikalen Richtungen eingeschränkt ist.
  • Wie in 3 veranschaulicht, verfügt der Halter 61 über eine Aussparung in einem Bereich, der in Kontakt mit der Leitungselektrode 40 steht, um nicht nur mit der oberen Fläche, sondern auch mit den Seitenflächen der Leitungselektrode 40 in Kontakt zu stehen, wodurch eine Einschränkung der Bewegung der Leitungselektrode 40 in der horizontalen Richtung verlässlicher eingeschränkt wird. Der Halter 611 verfügt über denselben Aufbau.
  • Die Halter 61 und 611 werden durch Verwendung desselben Harzes integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildet. Wenn das Halbleitervorrichtungsmodul 100 zusammengesetzt wird, ist das Harzgehäuse 60 dafür vorgesehen, den Kühlkörper 50, auf welchem das isolierende Substrat 31 und verschiedene Halbleitervorrichtungen montiert sind, zu überdecken. Folglich stehen die Halter 61 und 611 über das Hartlotmetall in Kontakt mit der oberen Elektrode der verschiedenen Halbleitervorrichtungen (die Schaltvorrichtungen T1 und T11 und die Diodenvorrichtungen D1 und D11), während sie die Spitzen der Leitungselektroden 40 und 41 unterstützen.
  • Die Bereiche der Halter 61 und 611 zur jeweiligen Unterstützung der Leitungselektroden 40 und 41 verfügen über die Durchgangslöcher HL, welche die Halter 61 und 611 in Dickenrichtung durchdringen, um eine Überprüfung zu ermöglichen, ob die Leitungselektroden 40 und 41 unterstützt werden. Die Durchgangslöcher HL können durch Kerben oder Schlitze ersetzt werden, welche ausgebildet werden, indem ein Teil der Halter 61 und 611 ausgeschnitten wird.
  • Nachdem das Harzgehäuse 60 auf dem Kühlkörper 50 angeordnet wurde, können die verschiedenen Halbleitervorrichtungen mit den Leitungselektroden 40 und 41 kontaktiert werden und die Leitungselektrode 41 wird mit dem Schaltungsmuster 30 durch Schmelzen der Hartlotmetalle kontaktiert. Dieser Vorgang kann gleichzeitig oder separat mit einem Vorgang zum Hartverlöten der verschiedenen Halbleitervorrichtungen mit dem isolierenden Substrat 31 ausgeführt werden.
  • Nachdem das Harzgehäuse 60 auf dem Kühlkörper 50 angeordnet ist, werden die verschiedenen Halbleitervorrichtungen mit den Leitungselektroden 40 und 41 kontaktiert, und die Leitungselektrode 41 mit dem Schaltungsmuster 30 kontaktiert. Durch Füllen des Harzgehäuses 60 mit einem Versiegelungsmaterial 70, welches aus Silikongel oder einem epoxid-basierten Harz besteht, wird dann die Struktur auf dem Kühlkörper 50 versiegelt, welche die Halter 61 und 611 umfasst.
  • Wie oben beschrieben, unterstützen die Halter 61 und 611 die Spitzen der Leitungselektroden 40 und 41, welche jeweils in freitragender Weise angeordnet sind. Demzufolge wird die Positionsgenauigkeit der Leitungselektroden 40 und 41 verbessert, und die thermische Verschiebung, aufgrund der Wärme die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an den Halbleitervorrichtungen anliegt, kann reduziert werden. Dies kann in geeigneter Weise Abstände zwischen den Leitungselektroden 40 und 41, den verschiedenen Halbleitervorrichtungen, und dem Schaltungsmuster 30 aufrechterhalten, die Hartlotmetalle 22 und 23 mit den vorteilhaften Formen aufrechterhalten, und die auf die Halbleitervorrichtungen und auf die Hartlotmetalle ausgeübte Belastung abmildern, indem die thermische Verschiebung aufgrund der Wärme, die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an die Halbleitervorrichtungen angelegt wird, reduziert wird. Infolgedessen wird die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls verbessert.
  • Obwohl die 2 und 3 den Aufbau zum Kontaktieren des Kühlkörpers 50 am Leitermuster 32 mittels des Hartlotmetalls 21 veranschaulichen, kann der Kühlkörper 50 mit dem Leitermuster 32 zum Beispiel durch Festphasen-Diffusionsverbinden oder Druckgießverbinden zum Kontaktieren einer Keramik mit einem Metall unter Verwendung eines funktional gradierten Materials kontaktiert werden, das seine Zusammensetzung und Struktur in Abhängigkeit der Position verändert, ohne ein Hartlotmetall zu verwenden. Alternativ kann das Hartlotmetall 21 direkt mit dem isolierenden Substrat 31 kontaktiert werden, ohne das Leitermuster 32 zu verwenden.
  • Obwohl die rückwärtige Fläche des Kühlkörpers 50 flach ist, kann der Kühlkörper 50 über Lamellen verfügen, wie Pin-Lamellen oder gerade Lamellen.
  • <Modifikation 1>
  • Obwohl die Halter 61 und 611 unter Verwendung desselben Harzes integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildet sind, können die im oben beschriebenen Halbleitervorrichtungsmodul 100 beschriebenen Halter 61 und 611 separat vom Harzgehäuse 60 ausgebildet werden.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht (korrespondierend mit dem entlang der Linie B-B in der Richtung der Pfeile entnommenen Querschnitt aus 1) für den Fall, dass ein getrennt vom Harzgehäuse 60 ausgebildeter Halter 62 verwendet wird.
  • Der Halter 62 ist zwischen der Wandung des Harzgehäuses 60 und dem Bereich 601 angeordnet, um die Spitze der Leitungselektrode 40 zu unterstützen. Der Halter 62 kann befestigt werden, indem zum Beispiel dessen beide Enden in Vertiefungen oder Schlitze eingepasst werden, die in der Wandung des Harzgehäuses 60 und im Bereich 601 ausgebildet sind.
  • Der Halter 62 kann aus einem Material bestehen, das identisch oder unterschiedlich zu dem des Harzgehäuses 60 ist. Der Halter 62, der aus einem Material mit höherer Hitzebeständigkeit besteht, zum Beispiel einem Metall oder einem Harz mit einer Hitzebeständigkeitstemperatur höher als die des Harzgehäuses 60, schmilzt nicht, selbst wenn ein Hartlotmetall mit einem hohen Schmelzpunkt als das Hartlotmetall 22 zum Kontaktieren der Halbleitervorrichtungen mit den Leitungselektroden 40 und 41 verwendet wird. Dadurch kann ein Vorteil zur Unterstützung der Leitungselektroden aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann das separate Ausbilden des Halters 62 vom Harzgehäuse 60 nicht nur Optionen für Materialien erweitern, sondern auf den Aufbau des Harzgehäuses 60 vereinfachen und Herstellungskosten reduzieren.
  • Der Halter 62 kann am Harzgehäuse 60 zum Beispiel mittels Crimpen oder Befestigungsschrauben befestigt werden.
  • <Modifikation 2>
  • Obwohl der Aufbau, welcher die Durchgangslöcher HL in den Bereichen der Halter 61 und 611 zum Unterstützen der jeweiligen Leitungselektroden 40 und 41 umfasst, im Halbleitervorrichtungsmodul 100 wie oben beschrieben ist, können die Halter über eine Mehrzahl von Vertiefungen DP auf der Oberfläche verfügen, wie ein in 5 veranschaulichter Halter 63.Die Form der Vertiefungen ist nicht auf einen Kreis beschränkt, sondern kann ein Rechteck darstellen.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht (die mit der Querschnittsansicht korrespondiert, die entlang der Linie B-B in 1 in Richtung der Pfeile entnommen wurde) wenn der integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildete Halter 63 verwendet wird.
  • Ein Anwenden dieses Aufbaus kann einen Oberflächenbereich des Halters 63 vergrößern und die Haftung am Versiegelungsmaterial 70 verbessern, und eine thermische Verschiebung der Leitungselektroden 40 und 41, aufgrund der Wärme die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an die Halbleitervorrichtungen angelegt wird, stärker reduzieren. Dadurch kann die Belastung, die auf die Halbleitervorrichtungen und die Hartlotmetalle ausgeübt wird, abgemildert werden, und die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls kann weiter verbessert werden.
  • <Modifikation 3>
  • Obwohl der Aufbau, welcher die Durchgangslöcher HL in den Bereichen der Halter 61 und 611 zum Unterstützen der jeweiligen Leitungselektroden 40 und 41 umfasst, im Halbleitervorrichtungsmodul 100 wie oben beschrieben ist, kann der Halter eine gewellte Oberfläche mit wiederholten Vorsprüngen und Vertiefungen verfügen, wie ein in 6 veranschaulichter Halter 64.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht (die mit der Querschnittsansicht korrespondiert, die entlang der Linie B-B in 1 in Richtung der Pfeile entnommen wurde) wenn der integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildete Halter 64 verwendet wird.
  • Ein Anwenden dieses Aufbaus kann einen Oberflächenbereich des Halters 64 vergrößern und die Haftung am Versiegelungsmaterial 70 verbessern, und eine thermische Verschiebung der Leitungselektroden 40 und 41, aufgrund der Wärme die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an die Halbleitervorrichtungen angelegt wird, stärker reduzieren. Dadurch kann die Belastung, die auf die Halbleitervorrichtungen und die Hartlotmetalle ausgeübt wird, abgemildert werden, und die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls kann weiter verbessert werden.
  • <Modifikation 4>Obwohl der Aufbau, welcher die Durchgangslöcher HL in den Bereichen der Halter 61 und 611 zum Unterstützen der jeweiligen Leitungselektroden 40 und 41 umfasst, im Halbleitervorrichtungsmodul 100 wie oben beschrieben ist, können die gesamten Halter über eine Mehrzahl von Schlitzen SL verfügen, wie die in 7 veranschaulichten Halter 65 und 651.
  • Die Mehrzahl von Schlitzen SL ist in Abständen entlang langer Seiten der Halter 65 und 651 vorgesehen, die in einer Draufsicht schmale Rechtecke darstellen. Die Schlitze verfügen ungefähr über die halbe Länge der kurzen Seiten der Halter 65 und 651.Die Schlitze SL, die entlang der langen Seiten der Halter 65 und 651 bereitgestellt werden, sind derart in gestaffelter Weise in jedem der Halter angeordnet, dass sie nicht miteinander verbunden sind. Solange die Schlitze SL verhindern, dass die Halter 65 und 651 brechen, sind diese nicht auf diejenigen beschränkt, deren Anordnung und deren Längen beschrieben wurden. Alternativ können die Schlitze durch Kerben ersetzt werden.
  • Ein Anwenden dieses Aufbaus kann einen Oberflächenbereich der Halter 65 und 651 vergrößern und die Haftung am Versiegelungsmaterial 70 verbessern, und eine thermische Verschiebung der Leitungselektroden 40 und 41, aufgrund der Wärme die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an die Halbleitervorrichtungen angelegt wird, stärker reduzieren. Dadurch kann die auf die Halbleitervorrichtungen und die Hartlotmetalle ausgeübte Belastung weiter abgemildert werden, und die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls kann weiter verbessert werden.
  • Da die Sichtbarkeit unmittelbar unterhalb der Halter durch die Mehrzahl vorgesehener Schlitze SL verbessert wird, wird eine Positionierung der Leitungselektroden und der Halbleitervorrichtungen vereinfacht, wenn das Harzgehäuse 60 auf dem Kühlkörper 50 angeordnet wird. Dadurch kann eine Verbesserung der Produktivität erwartet werden.
  • Die Schlitze können einfacher verarbeitet werden, als der in 6 veranschaulichte gewellte Halter 64. Dadurch kann eine Zunahme der Herstellungskosten unterbunden werden.
  • <Modifikation 5>
  • Obwohl der Aufbau, welcher die Durchgangslöcher HL in den Bereichen der Halter 61 und 611 zum Unterstützen der jeweiligen Leitungselektroden 40 und 41 umfasst, im Halbleitervorrichtungsmodul 100 wie oben beschrieben ist, können die gesamten Halter über eine Mehrzahl von Öffnungen OP verfügen, wie die in 8 veranschaulichten Halter 66 und 661. Die Mehrzahl von Öffnungen OP sind in Abständen in der Mitte der Halter 65 und 651 entlang einer Längsrichtung vorgesehen. Obwohl die Öffnungen OP in einer Draufsicht in 8 kreisförmig sind, können sie rechteckig, oval, oder elliptisch sein.
  • Ein Anwenden dieses Aufbaus kann einen Oberflächenbereich der Halter 66 und 661 vergrößern und die Haftung am Versiegelungsmaterial 70 verbessern, und eine thermische Verschiebung der Leitungselektroden 40 und 41, aufgrund der Wärme die erzeugt wird, wenn ein elektrischer Strom an die Halbleitervorrichtungen angelegt wird, stärker reduzieren. Dadurch kann die Belastung, die auf die Halbleitervorrichtungen und die Hartlotmetalle ausgeübt wird, abgemildert werden, und die Zuverlässigkeit des Halbleitervorrichtungsmoduls kann weiter verbessert werden.
  • Da die Sichtbarkeit unmittelbar unterhalb der Halter durch die Mehrzahl vorgesehener Schlitze SL verbessert wird, wird eine Positionierung der Leitungselektroden und der Halbleitervorrichtungen vereinfacht, wenn das Harzgehäuse 60 auf dem Kühlkörper 50 angeordnet wird. Dadurch kann eine Verbesserung der Produktivität erwartet werden.
  • Die Öffnungen können einfacher verarbeitet werden, als der gewellte Halter 64, der in 6 veranschaulicht ist. Dadurch kann eine Zunahme der Herstellungskosten unterbunden werden.
  • Obwohl die Halter in den oben beschriebenen Modifikationen 2 bis 5 integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildet sind, können sie separat vom Harzgehäuse 60 ausgebildet werden, und am Harzgehäuse 60 zum Beispiel mittels Einpassung (engl. Fitting), Crimpen, oder Befestigungsschrauben befestigt werden. In einem solchen Fall kann der Aufbau des Harzgehäuses 60 vereinfacht werden, und die Herstellungskosten können reduziert werden.
  • Wenn die Halter integral mit dem Harzgehäuse 60 ausgebildet sind, kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden, und Vorgänge zum Befestigen der Halter werden eliminiert. Dadurch können die Herstellungsprozesse vereinfacht werden.
  • <Ausführungsform 2>
  • 9 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau eines Halbleitervorrichtungsmoduls 200 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Obwohl das in 9 veranschaulichte Halbleitervorrichtungsmodul dasjenige ist, das Leistungsvorrichtungen wie einen IGBT, einen MOSFET, und eine FWD, ähnlich wie das in 1 veranschaulichte Halbleitervorrichtungsmodul als ein Modul verpackt, veranschaulicht 9 einen Einphaseninverter. In 9 sind dieselben Bezugszeichen für denselben Aufbau wie im Halbleitervorrichtungsmodul 100 angebracht, welches mit Bezug zu 1 beschrieben ist, und die überschneidende Beschreibung wird ausgelassen.
  • Wenn heutzutage die hochleistungsfähigen Halbleitervorrichtungsmodule angestrebt werden, neigt eine Anzahl parallel geschalteter Halbleitervorrichtungen dazu zuzunehmen, wodurch die Module vergrößert werden, selbst beim Einbeziehen von Einphaseninvertern.
  • In 9 werden die Schaltungsmuster 302 und 303 auf dem isolierenden Substrat 31 angeordnet. Die Schaltvorrichtungen T1 und die Diodenvorrichtungen D1 sind auf dem Schaltungsmuster 302 montiert, und die Schaltvorrichtungen T11 und die Diodenvorrichtungen D11 sind auf dem Schaltungsmuster 303 montiert. Die Schaltvorrichtungen T1 und die Diodenvorrichtungen D1 sind jeweils vier parallel verbundene Vorrichtungen, und die Schaltvorrichtungen T11 und die Diodenvorrichtungen D11 sind ebenfalls jeweils vier parallel verbundene Vorrichtungen.
  • Eine Zunahme der Anzahl parallel geschalteter Halbleitervorrichtungen vergrößert die Bereiche der Schaltungsmuster 302 und 303, und vergrößert Seitenverhältnisse eines der Enden der Leitungselektroden 40 und 41.Mit anderen Worten ist ein Ende der Leitungselektrode 40 in einer Querrichtung (X-Richtung) länger ausgebildet, um die Oberseite der vier Schaltvorrichtungen T1, die in Querrichtung angeordnet sind und der vier Diodenvorrichtungen D1, die parallel mit den vier Schaltvorrichtungen T1 angeordnet sind, zu überdecken, wodurch diese über ein größeres Seitenverhältnis der Länge in Querrichtung und der Länge in Längsrichtung verfügt.
  • Ein Ende der Leitungselektrode 41 ist in einer Längsrichtung (Y-Richtung) länger ausgebildet, um die Oberseite der vier Schaltvorrichtungen T11, die in Längsrichtung angeordnet sind und der vier Diodenvorrichtungen D11, die parallel mit den vier Schaltvorrichtungen T11 angeordnet sind, zu überdecken, wodurch diese über ein größeres Seitenverhältnis der Länge in Längsrichtung und der Länge in Querrichtung verfügt. Ein vorstehender Bereich, der sich in die querlaufende Richtung vom mittleren Bereich des einen Endes der Leitungselektrode 41 erstreckt, welcher in Längsrichtung länger ausgebildet ist, ist mit dem Schaltungsmuster 302 über das Hartlotmetall 23 kontaktiert.
  • Wenn die Seitenverhältnisse der einen Enden der Leitungselektroden 40 und 41 zunehmen, kann eine Befestigung derer Spitzen ausschließlich mittels der Halter aufgrund der thermischen Verschiebung eine Deformation verursachen. Deshalb umfasst die Leitungselektrode 40, deren eines Ende in Längsrichtung länger ausgebildet ist, den Halter 61 zur Unterstützung der Spitze des einen Endes, und die beiden Halter 612 zur Unterstützung beider Endbereiche des einen Endes in Längsrichtung.
  • Die beiden Halter 612 sind zwischen dem Halter 61 und der Wandung des Harzgehäuses 60 angeordnet, um rechtwinklig zum Halter 61 zu liegen.
  • Indem ein solcher Aufbau angewendet wird, kann eine Deformation aufgrund der thermischen Verschiebung an beiden Endbereichen des eines Endes der Leitungselektrode 40 in Querrichtung reduziert werden.
  • Darüber hinaus umfasst die Leitungselektrode 41, deren eines Ende in Längsrichtung länger ausgebildet ist, den Halter 611 zur Unterstützung der Spitze des einen Endes, und die beiden Halter 613 zur Unterstützung des mittleren Bereichs des einen Endes in Längsrichtung.
  • Der Halter 613 ist zwischen der Wandung des Harzgehäuses 60 und dem Bereich 601 angeordnet, um parallel zum Halter 611 zu liegen.
  • Indem ein solcher Aufbau angewendet wird, kann die Deformation aufgrund der thermischen Verschiebung im mittleren Bereich des einen Endes der Leitungselektrode 41 in Längsrichtung reduziert werden.
  • Der Halter 612 und der Halter 613 können als unterstützende oder zusätzliche Halter bezeichnet werden, weil sie jeweils die Funktionen des Halters 61 und des Halters 611 unterstützen.
  • Offensichtlich können die Halter 612 und 613 über denselben Aufbau verfügen, wie jene in den Modifikationen 1 bis 5 von Ausführungsform 1.
  • <Beispielaufbau der Leistungsvorrichtung>
  • Die vorgenannten Leistungsvorrichtungen wie ein IGBT, ein MOSFET, und eine FWD, die in den Leistungshalbleitermodulen gemäß der Ausführungsformen 1 und 2 enthalten sind, sind nicht auf Silizium- (Si) Halbleiter umfassende Siliziumvorrichtungen beschränkt, sondern können Halbleitervorrichtungen mit einer Bandlücke sein, die größer als jene der Siliziumvorrichtungen ist, wie Siliziumcarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), und Diamant (C). Im Vergleich zu den Siliziumvorrichtungen kann die Anwendung dieser Halbleitervorrichtungen zu Vorrichtungen führen, die hinsichtlich einer Spannungsfestigkeit überlegen sind, die eine höhere zulässige Stromdichte aufweisen, die eine höhere Wärmebeständigkeit aufweisen und die bei hohen Temperaturen arbeiten können.
  • Somit unterliegen die Leistungsvorrichtungen einer höheren Temperatur und die thermische Verschiebung tritt in den Leitungselektroden leicht auf. Die thermische Verschiebung kann jedoch durch Anwendung der vorliegenden Erfindung reduziert werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und beschränkt die Erfindung nicht. Daher werden zahlreiche Modifikationen, die bisher beispielhaft dargestellt wurden, entwickelt, ohne den Geltungsbereich dieser Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können frei kombiniert und in geeigneter Weise innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung modifiziert oder ausgelassen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009105267 [0007]

Claims (10)

  1. Halbleitervorrichtungsmodul umfassend: • eine Halbleitervorrichtung umfassend eine obere Elektrode und eine untere Elektrode; • ein Substrat, auf welchem die untere Elektrode der Halbleitervorrichtung kontaktiert ist; • einen Kühlkörper, auf welchem das Substrat montiert ist; • eine Leitungselektrode, durch welche ein Hauptstrom der Halbleitervorrichtung fließt; • ein isolierendes Gehäuse, welches zum Umschließen des Substrats angeordnet ist; und • einen Halter, welcher in freitragender Weise im isolierenden Gehäuse angeordnet ist, wobei der Halter die Leitungselektrode unterstützt, • wobei ein Ende die Leitungselektrode mit der oberen Elektrode des Halbleitervorrichtungsmoduls hartverlötet ist, und eine andere Endseite in eine Wandung des isolierenden Gehäuses eingefügt ist, und • der Halter in das eine Ende der Leitungselektrode eingreift, um eine Bewegung der Leitungselektrode einzuschränken.
  2. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 1, wobei • das isolierende Gehäuse mit einem Versiegelungsmaterial gefüllt ist, und • der Halter eine Mehrzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche des Halters umfasst.
  3. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 1, wobei • das isolierende Gehäuse mit einem Versiegelungsmaterial gefüllt ist, und • der Halter über eine gewellte Oberfläche mit wiederholten Vorsprüngen und Vertiefungen verfügt.
  4. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 1, wobei • das isolierende Gehäuse mit einem Versiegelungsmaterial gefüllt ist, und • der Halter eine Mehrzahl von Schlitzen auf einer Oberfläche des Halters umfasst.
  5. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 1, wobei • das isolierende Gehäuse mit einem Versiegelungsmaterial gefüllt ist, und • der Halter eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, welche den Halter in einer Dickenrichtung durchdringt.
  6. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Halter in eine obere Fläche und eine Seitenfläche des einen Endes der Leitungselektrode eingreift.
  7. Halbleitervorrichtungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Halter integral mit dem isolierenden Gehäuse ausgebildet ist.
  8. Halbleitervorrichtungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Halter separat vom isolierenden Gehäuse ausgebildet ist.
  9. Halbleitervorrichtungsmodul nach Anspruch 8, wobei der Halter aus einem Material hergestellt ist, welches sich vom Material des isolierenden Gehäuses unterscheidet
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend • einen zusätzlichen Halter, der in freitragender Weise im isolierenden Gehäuse vorgesehen ist, wobei der zusätzliche Halter eine Funktion des Halters unterstützt, • der zusätzliche Halter parallel oder rechtwinklig zum Halter angeordnet ist, und • der zusätzliche Halter in einen Bereich des einen Endes der Leitungselektrode eingreift, welcher ein Bereich ist, in den der Halter nicht eingreift.
DE112016006928.6T 2016-06-03 2016-06-03 Halbleitervorrichtungsmodul Pending DE112016006928T5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/066538 WO2017208430A1 (ja) 2016-06-03 2016-06-03 半導体装置モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016006928T5 true DE112016006928T5 (de) 2019-02-28

Family

ID=60479244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016006928.6T Pending DE112016006928T5 (de) 2016-06-03 2016-06-03 Halbleitervorrichtungsmodul

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10510642B2 (de)
JP (1) JP6463557B2 (de)
CN (1) CN109196641B (de)
DE (1) DE112016006928T5 (de)
WO (1) WO2017208430A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11450592B2 (en) * 2018-12-27 2022-09-20 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor package with a plurality of chips having a groove in the encapsulation
DE112019007821T5 (de) * 2019-10-17 2022-06-30 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105267A (ja) 2007-10-24 2009-05-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2592308B2 (ja) * 1988-09-30 1997-03-19 株式会社日立製作所 半導体パッケージ及びそれを用いたコンピュータ
JP2000307056A (ja) * 1999-04-22 2000-11-02 Mitsubishi Electric Corp 車載用半導体装置
JP2002076259A (ja) * 2000-08-28 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2007134572A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Hitachi Appliances Inc パワーモジュール
US7901046B2 (en) * 2006-12-04 2011-03-08 Silverbrook Research Pty Ltd Thermal bend actuator comprising conduction pads
JP5716637B2 (ja) * 2011-11-04 2015-05-13 住友電気工業株式会社 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法
JP6480098B2 (ja) * 2013-10-31 2019-03-06 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6124810B2 (ja) * 2014-01-16 2017-05-10 三菱電機株式会社 パワーモジュール
JP6305302B2 (ja) * 2014-10-02 2018-04-04 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105267A (ja) 2007-10-24 2009-05-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017208430A1 (ja) 2018-08-09
CN109196641A (zh) 2019-01-11
WO2017208430A1 (ja) 2017-12-07
CN109196641B (zh) 2021-10-29
US20190131213A1 (en) 2019-05-02
US10510642B2 (en) 2019-12-17
JP6463557B2 (ja) 2019-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016000904T5 (de) Leistungsmodul
DE102011077543B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102014212519A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102011003205B4 (de) Halbleitervorrichtungsmodul
DE112016007432B4 (de) Halbleitervorrichtung, Invertereinheit und Automobil
DE102009043441B4 (de) Halbleitermodul
DE112015002348T5 (de) Halbleitervorrichtung für elektrische Energie
DE112014005694B4 (de) Halbleitermodul
DE112015000513T5 (de) Elektrodenanschluss, Halbleitereinrichtung für elektrische Energie sowie Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung für elektrische Energie
DE112014002061T5 (de) Halbleitermodul
DE102019112935B4 (de) Halbleitermodul
DE112020006374T5 (de) Leistungsmodul mit verbesserten elektrischen und thermischen Charakteristiken
DE112019001086T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112017001646T5 (de) Leistungsmodul und verfahren zum herstellen desselben, sowie leistungselektronik-vorrichtung und verfahren zum herstellen derselben
DE112017000977T5 (de) Halbleitermodul und verfahren zum herstellen desselben
DE112016005807T5 (de) Halbleitereinheit und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102014111786A1 (de) Kühlplatte, Bauelement, das eine Kühlplatte umfasst, und Verfahren zum Herstellen einer Kühlplatte
DE102021209589A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112016006331B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112016006928T5 (de) Halbleitervorrichtungsmodul
DE102015223300B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112019000169T5 (de) Halbleitereinrichtung
DE102015212663B4 (de) Halbleitervorrichtung und Halbleitermodul
DE102020122125A1 (de) Halbleitermodul
DE112016007096B4 (de) Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication