DE112016007241B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung, aufweisend:- eine Wärmeabstrahlplatte (1);- eine auf der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildete Leiterplatte (2);- einen auf der Leiterplatte (2) ausgebildeten Halbleiter-Chip (8);- ein Gehäuse (10), welches auf der Wärmeabstrahlplatte (1) angeordnet ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) umschließt;- ein Haftmittel (11), welches eine untere Fläche des Gehäuses (10) und einen oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) verbindet; und- ein Versiegelungsmaterial (13), welches in das Gehäuse (10) gefüllt ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) überdeckt, wobei:- ein Stufenbereich wenigstens an der unteren Fläche des Gehäuses (10) oder im oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildet ist,- eine Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte (1) und eine äußere Seite des Gehäuses (10) bündig zueinander angeordnet sind,- als der Stufenbereich ein konvexer Bereich (16) in einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses (10) ausgebildet ist und ein konkaver Bereich (17) an einer Position ausgebildet ist, welche dem konvexen Bereich (16) im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte (1) gegenüberliegt,- als der Stufenbereich eine Nut (18) im konvexen Bereich (16) des Gehäuses (10) ausgebildet ist und- ein Überstand (19) an einer Position ausgebildet ist, welche der Nut (18) im konkaven Bereich (17) der Wärmeabstrahlplatte (1) gegenüberliegt.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, welche zum Beispiel zur Motorsteuerung von Eisenbahnvorrichtungen oder Automobilvorrichtungen eingesetzt wird.
  • Hintergrund
  • In einer Halbleitervorrichtung mit einem mit Gel gefüllten Gehäuse, sind das Gehäuse und eine Wärmeabstrahlplatte mit einem Haftmittel miteinander verklebt. Dies ermöglicht es, ein Eindringen von Feuchtigkeit von einem Verbindungsbereich oder ein Auslaufen des Gels zur Außenseite hin zu verhindern. Um jedoch ein bestimmtes Volumen des Haftmittels zu gewährleisten, welches die Wärmeabstrahlplatte bedeckt, wird die Wärmeabstrahlplatte durch das Gehäuse umschlossen. Dementsprechend muss die Größe der Wärmeabstrahlplatte kleiner ausgebildet werden, als die des Gehäuses. Falls darüber hinaus ein Stufenbereich weder auf einer Gehäuseseite, noch auf einer Seite einer Wärmeabstrahlplatte (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1) existiert, besteht eine Besorgnis, dass eine Versiegelungsfunktion des Haftmittels beeinträchtigt wird, da das Haftmittel zusammengedrückt wird und das Volumen des Haftmittels selbst verloren geht.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] JP H11- 214 612 A
  • Die JP H11- 186 463 A betrifft eine integrierte Hybrid-Leiterplatte mit reduzierter Größe, wobei ein Rahmenelement auf der Leiterplatte derart montiert ist, dass das Element Elemente und den aus der Leiterplatte und dem Rahmenelement gebildeten Raum umgeben und mit einem Harz gefüllt werden kann. Da das Rahmenteil auf der Leiterplatte montiert ist und kein Dach aufweist, kann die Größe einer hybriden integrierten Schaltungsvorrichtung entsprechend verringert werden und - wenn ein Verriegelungsteil am Rahmenteil und Verriegelungskerben an der Leiterplatte ausgebildet sind, kann eine Bewegung des Rahmenelements verhindert werden.
  • Die JP 2000 - 323 593 A zeigt eine Halbleitervorrichtung, bei welcher Luftdichtheit, das Verhindern von Eindringen von Feuchtigkeit von außen in einen Halbleiterchip und die Betriebssicherheit verbessert sind, indem ein Abblättern zwischen einer Strahlungsplatte und einem Dichtungsgehäuse verhindert wird. Es sind ein erster Dichtmittel-Pooling-Abschnitt auf einer ersten Bonding-Dichtungsfläche der Strahlungsplatte und ein zweiter Dichtmittel-Pooling-Abschnitt auf einer zweiten Bonding-Dichtungsfläche eines Dichtungsgehäuses ausgebildet. Der erste Abschnitt weist eine Nut und der zweite Abschnitt weist eine Kerbe auf, wobei eine jeweilige Verbindungsdichtungsschicht abschnittsweise dicke Bereiche aufweisen kann.
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Wenn die Größe der Wärmeabstrahlplatte kleiner ausgestaltet wird, als die des Gehäuses, wäre es unmöglich, einen Bereich der thermischen Diffusion zu erweitern. Darüber hinaus kann die Wärmeabstrahlfunktion aufgrund einer Beschränkung der Größe der Wärmeabstrahlplatte nicht maximiert werden. In den letzten Jahren ist es in Verbindung mit der Förderung der Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen schwieriger geworden, auf der Wärmeabstrahlplatte einen Passlochdurchmesser zur Befestigung an einem Kühler in einem Zustand sicherzustellen, in welchem die Größe der Wärmeabstrahlplatte nach wie vor beschränkt ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde umgesetzt, um das oben beschrieben Problem zu lösen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu erhalten, welche einen Versiegelungseffekt sicherstellen, einen Kontaktwärmewiderstand reduzieren, und die Wahrscheinlichkeit für ein Kühlkonzept erhöhen kann.
  • Lösung des Problems
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Halbleitervorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und alternativ mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst unter anderem: eine Wärmeabstrahlplatte; eine auf der Wärmeabstrahlplatte vorgesehene Leiterplatte; einen auf der Leiterplatte vorgesehenen Halbleiter-Chip; ein Gehäuse, welches auf der Wärmeabstrahlplatte vorgesehen ist und die Leiterplatte und den Halbleiter-Chip umschließt; ein Haftmittel, welches eine untere Fläche des Gehäuses und einen Randbereich einer oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte verbindet; und ein Versiegelungsmaterial, welches in das Gehäuse gefüllt wird und die Leiterplatte und den Halbleiter-Chip überdeckt, wobei ein Stufenbereich wenigstens an der unteren Fläche des Gehäuses oder am Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte vorgesehen ist, und wobei eine Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte und eine äußere Seitenfläche des Gehäuses bündig zueinander angeordnet sind.
  • Gemäß einer Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist als Stufenbereich ein konvexer Bereich in einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses ausgebildet. Es ist ein konkaver Bereich an einer Position ausgebildet, welche dem konvexen Bereich im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte gegenüberliegt. Als Stufenbereich ist eine Nut im konvexen Bereich des Gehäuses ausgebildet. Ein Überstand an einer Position ausgebildet, welche der Nut im konkaven Bereich der Wärmeabstrahlplatte gegenüberliegt.
  • Gemäß einer alternativen Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist ein konvexer Bereich als Stufenbereich an einem inneren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses ausgebildet. Eine Fase ist in einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses ausgebildet.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • In der vorliegenden Erfindung ist der Stufenbereich wenigstens an der unteren Fläche des Gehäuses oder im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte vorgesehen. Infolgedessen ist es möglich, ein bestimmtes Volumen des Haftmittels zum Verkleben des Gehäuses und der Wärmeabstrahlplatte zu gewährleisten, wodurch der Versiegelungseffekt sichergestellt wird. Darüber hinaus sind die Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte und die äußere Seitenfläche des Gehäuses bündig zueinander angeordnet. Infolgedessen kann ein Wärmeabstrahlungsbereich erweitert werden, wodurch es möglich ist, einen Kontaktwärmewiderstand zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit für ein Kühlkonzept zu erhöhen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist eine untere Ansicht, welche die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen dem Gehäuse und der Wärmeabstrahlplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel.
    • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer sechsten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer siebten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer achten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Dieselben Komponenten werden mittels derselben Bezugszeichen gekennzeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird ausgelassen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Leiterplatte 2 ist auf einer Wärmeabstrahlplatte 1 vorgesehen. Die Wärmeabstrahlplatte 1 ist aus Metall wie Cu, AlSiC oder AI ausgebildet. Die Leiterplatte 2 ist aus einem Keramiksubstrat oder dergleichen aufgebaut und verfügt über eine untere Oberflächenelektrode 3 auf ihrer unteren Fläche und verfügt über obere Oberflächenelektroden 4, 5, 6 auf ihrer oberen Fläche. Die untere Oberflächenelektrode 3 der Leiterplatte 2 ist mittels eines Lots 7 mit der Wärmeabstrahlplatte 1 verbunden. Ein Halbleiter-Chip 8 ist auf der oberen Oberflächenelektrode 4 der Leiterplatte 2 vorgesehen. Die obere Oberflächenelektrode des Halbleiter-Chips 8 ist mittels Drähten 9 mit der Elektrode 5 der oberen Fläche der Leiterplatte 2 verbunden.
  • Das Gehäuse 10 ist auf der Wärmeabstrahlplatte 1 vorgesehen und umgibt die Leiterplatte 2 und den Halbleiter-Chip 8. Das Gehäuse 10 ist ein technischer Kunststoff wie zum Beispiel PPS, PBT oder PET + PBT. Die untere Fläche des Gehäuses 10 und ein Randbereich einer oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 sind mittels eines Haftmittels 11 miteinander verklebt. Das Haftmittel 11 ist ein silikonbasiertes oder ein epoxidbasiertes Material oder dergleichen.
  • Elektrodenanschlüsse 12 sind mit der oberen Oberflächenelektrode 6 der Leiterplatte 2 verbunden, und zu einer Außenseite des Gehäuses 10 herausgeführt. Um eine Isolation zu gewährleisten, ist das Gehäuse 10 mit einem isolierenden Versiegelungsmaterial 13, wie einem Silikongel gefüllt, um die Leiterplatte 2, den Halbleiter-Chip 8 und dergleichen zu überdecken.
  • 2 ist eine untere Ansicht, welche die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Passloch 14 zur Anbringung eines Kühlers und ein Gehäusebefestigungsschraubloch 15 sind in einem Randbereich der Wärmeabstrahlplatte 1 vorgesehen.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen dem Gehäuse und der Wärmeabstrahlplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als ein Stufenbereich ist ein konvexer Bereich 16 an einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen, und ein konkaver Bereich 17 ist an einer Position, welche dem konvexen Bereich 16 im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 gegenüberliegt, vorgesehen. Die Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte 1 und die äußere Seitenfläche des Gehäuses 10 sind bündig zueinander angeordnet.
  • Wenn die Wärmeabstrahlplatte 1 durch Schmelzen von Metall geformt wird, sind Nuten oder Überstände an einer Form oder Gussform vorgesehen, und der Randbereich der Wärmeabstrahlplatte 1 wird während des Gießens zusätzlich verarbeitet. Wenn der konkave Bereich 17 nach der Ausformung der Wärmeabstrahlplatte 1 ausgebildet wird, werden Bereiche, die nicht als Bereich für den konkaven Bereich 17 fungieren, mit einer Resist-Maske überdeckt, und der konkave Bereich 17 wird durch Ätzen ausgebildet. Wenn ein Resist-Ätzen nicht ausgeführt wird, kann der konkave Bereich 17 mittels Pressen ausgebildet werden.
  • Nachfolgend wird eine Auswirkung der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einem Vergleichsbeispiel beschrieben. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. Im Vergleichsbeispiel umfasst das Gehäuse 10 die Wärmeabstrahlplatte 1, um ein bestimmtes Volumen des Haftmittels 11 zu gewährleisten, welches die Wärmeabstrahlplatte 1 überzieht. Dementsprechend muss die Größe der Wärmeabstrahlplatte 1 kleiner sein, als die des Gehäuses 10.
  • Andererseits ist in der vorliegenden Ausführungsform als Stufenbereich der konvexe Bereich 16 im äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 und der konkave Bereich 17 an einer Position, welche dem konvexen Bereich 16 im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 gegenüberliegt, vorgesehen. Infolgedessen ist es möglich, ein bestimmtes Volumen des Haftmittels 11 zum Verkleben des Gehäuses 10 und der Wärmeabstrahlplatte 1 zu gewährleisten, wodurch ein Versiegelungseffekt sichergestellt wird. Darüber hinaus sind die Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte 1 und die äußere Seitenfläche des Gehäuses 10 bündig zueinander angeordnet. Infolgedessen kann ein Wärmeabstrahlungsbereich erweitert werden, so dass ein Abstandsbereich zur Sicherstellung des Passlochs 14 am Kühler und des Gehäusebefestigungsschraublochs 15 erweitert werden kann. Daher ist es möglich, den Kontaktwärmewiderstand zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit für ein Kühlkonzept zu erhöhen. Infolgedessen wird ein vorteilhaftes Lebensdauerkonzept der Halbleitervorrichtung bereitgestellt.
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zum Aufbau der ersten Ausführungsform ist eine Nut 18 im konvexen Bereich 16 des Gehäuses 10 vorgesehen, und ein Überstand 19 ist an einer Position vorgesehen, welche der Nut 18 auf dem konkaven Bereich 17 der Wärmeabstrahlplatte 1 gegenüberliegt.
  • Zusätzlich zur identischen Auswirkung wie die erste Ausführungsform, greifen die Nut 18 des Gehäuses 10 und der Überstand 19 der Wärmeabstrahlplatte 1 ineinander, so dass ein Austreten des Versiegelungsmaterials 13 und ein Überstand des Haftmittels 11 verhindert werden kann. Dadurch kann die Produktivität verbessert werden. Darüber hinaus wir die Positionierungsgenauigkeit des Gehäuses 10 verbessert.
  • Dritte Ausführungsform
  • 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als Stufenbereich ist ein konkaver Bereich 20 im äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 und ein konvexer Bereich 21 an einer Position, welche dem konkaven Bereich 20 im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 gegenüberliegt, vorgesehen. Zusätzlich zur identischen Auswirkung wie in der ersten Ausführungsform ist es möglich, ein Austreten des Versiegelungsmaterials 13 und einen Überstand des Haftmittels 11 durch den konvexen Bereich 21 der Wärmeabstrahlplatte 1 zu verhindern, so dass die Produktivität verbessert wird.
  • Vierte Ausführungsform
  • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein konvexer Bereich 16 ist als Stufenbereich in einem mittleren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen, und ein konkaver Bereich 17 ist an einer Position vorgesehen, welche dem konvexen Bereich 16 im Randbereich der äußeren Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 gegenüberliegt. Infolgedessen kann zusätzlich zur identischen Auswirkung wie in der dritten Ausführungsform eine Überdeckungsmenge des Haftmittels 11 reduziert werden. Darüber hinaus wird eine Positionierungsgenauigkeit des Gehäuses 10 verbessert.
  • Fünfte Ausführungsform
  • 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als Stufenbereich ist ein konvexer Bereich 16 im äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 und eine Fase 22 im inneren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen. Da das Haftmittel 11 durch die auf die Fase 22 einwirkende Oberflächenspannung zum Gehäuse 10 hochgezogen wird, kann ein Volumen des Haftmittels 11 gewährleistet werden, und ein Versiegelungseffekt wird verbessert. Da es außerdem nicht erforderlich ist, die Wärmeabstrahlplatte 1 zu verarbeiten, ist es möglich, die Kosten zu reduzieren und die Wärmeableitung zu verbessern. Zusätzlich kann dieselbe Auswirkung erzielt werden, wie in der ersten Ausführungsform.
  • Sechste Ausführungsform
  • 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer sechsten, nicht anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zum Aufbau der fünften Ausführungsform ist ein konkaver Bereich 17 als Stufenbereich am Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte 1 vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Luftzwischenraum 23 auf der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen. Zusätzlich zur identischen Auswirkung der fünften Ausführungsform, kann die Isoliereigenschaft durch ein Austreten von Blasen 24 im Haftmittel 11 in den Luftzwischenraum 23 statt zur Innenseite der Vorrichtung verbessert werden.
  • Siebte Ausführungsform
  • 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer siebten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein konvexer Bereich 16 ist als Stufenbereich in einem inneren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen. Ferner ist eine Fase 22 im äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen. Blasen 24 im Haftmittel 11 treten zur Außenseite der Vorrichtung aus, so dass eine Isoliereigenschaft verbessert werden kann. Zusätzlich kann dieselbe Auswirkung erzielt werden, wie in der ersten Ausführungsform.
  • Achte Ausführungsform
  • 11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verbundenen Bereichs zwischen einem Gehäuse und einer Wärmeabstrahlplatte einer Halbleitervorrichtung gemäß einer achten, anspruchsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zum Aufbau der siebten Ausführungsform ist ein Luftzwischenraum 23 an der unteren Fläche des Gehäuses 10 vorgesehen. Blasen 24 im Haftmittel 11 treten zur Außenseite der Vorrichtung aus oder in den Luftzwischenraum 23 ein, wodurch eine Isoliereigenschaft verbessert wird.
  • Der Halbleiter-Chip 8 ist ein aus Silizium ausgebildeter IGBT oder eine Diode, aber stattdessen kann dieser auch ein aus einem Halbleiter mit einer breiten Bandlücke ausgebildeter SiC-MOSFET oder eine SiC-SBD sein. Der Halbleiter mit einer breiten Bandlücke ist zum Beispiel ein Siliziumkarbid, ein Galliumnitrid-basiertes Material, oder ein Diamant. Ein aus einem solchen Halbleiter mit einer breiten Bandlücke ausgebildeter Halbleiter-Chip verfügt über eine hohe Spannungsfestigkeit und eine hohe zulässige Stromdichte, und kann daher miniaturisiert werden. Die Verwendung eines solchen miniaturisierten Chips ermöglicht eine Miniaturisierung und eine Hochintegration der Halbleitervorrichtung, in welche der Chip integriert ist. Da der Chip über eine hohe Hitzebeständigkeit verfügt, kann eine Kühlrippe eines Kühlkörpers darüber hinaus miniaturisiert werden und ein wassergekühlter Teil kann luftgekühlt werden, was zu einer weiteren Miniaturisierung der Halbleitervorrichtung führt. Da der Chip über einen geringen Leistungsverlust und eine hohe Effizienz verfügt, kann darüber hinaus eine hocheffiziente Halbleitervorrichtung erzielt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärmeabstrahlplatte;
    2
    Leiterplatte;
    8
    Halbleiter-Chip;
    10
    Gehäuse;
    11
    Haftmittel;
    13
    Versiegelungsmaterial;
    16, 21
    konvexer Bereich;
    17, 20
    konkaver Bereich;
    18
    Nut;
    19
    Überstand;
    22
    Fase;
    23
    Luftzwischenraum

Claims (4)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: - eine Wärmeabstrahlplatte (1); - eine auf der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildete Leiterplatte (2); - einen auf der Leiterplatte (2) ausgebildeten Halbleiter-Chip (8); - ein Gehäuse (10), welches auf der Wärmeabstrahlplatte (1) angeordnet ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) umschließt; - ein Haftmittel (11), welches eine untere Fläche des Gehäuses (10) und einen oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) verbindet; und - ein Versiegelungsmaterial (13), welches in das Gehäuse (10) gefüllt ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) überdeckt, wobei: - ein Stufenbereich wenigstens an der unteren Fläche des Gehäuses (10) oder im oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildet ist, - eine Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte (1) und eine äußere Seite des Gehäuses (10) bündig zueinander angeordnet sind, - als der Stufenbereich ein konvexer Bereich (16) in einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses (10) ausgebildet ist und ein konkaver Bereich (17) an einer Position ausgebildet ist, welche dem konvexen Bereich (16) im Randbereich der oberen Fläche der Wärmeabstrahlplatte (1) gegenüberliegt, - als der Stufenbereich eine Nut (18) im konvexen Bereich (16) des Gehäuses (10) ausgebildet ist und - ein Überstand (19) an einer Position ausgebildet ist, welche der Nut (18) im konkaven Bereich (17) der Wärmeabstrahlplatte (1) gegenüberliegt.
  2. Halbleitervorrichtung, aufweisend: - eine Wärmeabstrahlplatte (1); - eine auf der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildete Leiterplatte (2); - einen auf der Leiterplatte (2) ausgebildeten Halbleiter-Chip (8); - ein Gehäuse (10), welches auf der Wärmeabstrahlplatte (1) angeordnet ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) umschließt; - ein Haftmittel (11), welches eine untere Fläche des Gehäuses (10) und einen oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) verbindet; und - ein Versiegelungsmaterial (13), welches in das Gehäuse (10) gefüllt ist und die Leiterplatte (2) und den Halbleiter-Chip (8) überdeckt, wobei: - ein Stufenbereich wenigstens an der unteren Fläche des Gehäuses (10) oder im oberen Randbereich der Wärmeabstrahlplatte (1) ausgebildet ist, - eine Seitenfläche der Wärmeabstrahlplatte (1) und eine äußere Seite des Gehäuses (10) bündig zueinander angeordnet sind, - ein konvexer Bereich (16) als der Stufenbereich in einem inneren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses (10) ausgebildet ist, und - eine Fase (22) in einem äußeren Bereich der unteren Fläche des Gehäuses (10) ausgebildet ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Luftzwischenraum (23) auf der unteren Fläche des Gehäuses (10) ausgebildet ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Halbleiter-Chip (8) aus einem Halbleiter mit einer breiten Bandlücke besteht.
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