DE112018002452B4 - Halbleitermodul und Leistungswandler - Google Patents

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Abstract

Halbleitermodul, das Folgendes aufweist:
- einen ersten Leadframe (14) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein erstes Potential angelegt wird;
- einen zweiten Leadframe (13) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, der einen Ausgangsanschluss aufweist;
- einen dritten Leadframe (16) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein zweites Potential angelegt wird, das sich von dem ersten Potential unterscheidet;
- ein isolierendes Material (31), das den ersten und zweiten Leadframe (14, 13) so abdichtet, dass der erste und zweite Leadframe (14, 13) zumindest teilweise miteinander integriert sind;
- ein erstes Halbleiterelement (C1), das mit einem Verbindungsmaterial (G1) dazwischen direkt mit dem ersten Leadframe (14) verbunden ist; und
- ein zweites Halbleiterelement (C2), das mit einem weiteren Verbindungsmaterial (G2) dazwischen direkt mit dem zweiten Leadframe (13) verbunden ist,
- wobei der zweite Leadframe (13) und der dritte Leadframe (16) einer identischen Fläche des ersten Leadframes (14) zugewandt sind, wobei sie in Draufsicht betrachtet nebeneinander angeordnet sind, und wobei der erste Leadframe (14) und der zweite Leadframe (13) mit dem isolierenden Material (31) dazwischen einander zugewandt sind, und wobei das Verbindungsmaterial (G1, G2) Lot ist, wobei das isolierende Material (31) ein Harzmaterial ist, und wobei das Harzmaterial einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der Schmelzpunkt des Lots.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleitermodul und einen Leistungswandler.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Jüngst wird gefordert, dass Halbleitermodule zur Verwendung in Leistungswandlern geringere Verluste aufweisen. Das Verfahren zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit eines Halbleiterelements, das in dem Halbleitermodul vorhanden ist, wird verwendet, um Verluste zu verringern. Eine hohe Streuinduktivität einer Schaltung jedoch erhöht die Stoßspannung und das Rauschen beim Schalten, was eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit hemmen kann.
  • Somit ist das Verringern von Streuinduktivität eine kritische Herausforderung für derartige Halbleitermodule und diverse Techniken wurden entwickelt. Beispielsweise offenbaren die Japanische Offenlegungsschrift JP 2013- 118 336 A (PTL 1) und die Japanische Offenlegungsschrift JP 2008- 306 867 A (PTL 2) eine Konfiguration, bei der ein schleifenförmiger Stromweg ausgebildet wird und die in den entgegengesetzten Bereichen des schleifenförmigen Wegs auftretenden Magnetflüsse in einander entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind, um Induktivitätskomponenten aufzuheben.
  • Die Druckschrift DE 11 2013 003 222 T5 (PTL 3) offenbart eine Halbleitervorrichtung mit einem oberen Zweig, einem unteren Zweig, Wärmeabstrahlplatten, einem Herausführungsleiterteil und einem Harzgussteil. Jeder von oberem Zweig und unterem Zweig hat einen Halbleiterchip, in welchem ein Halbleiterschaltelement ausgebildet ist, und der Halbleiterchip hat eine Vorderfläche und eine Rückfläche. Die Wärmeabstrahlplatten sind entsprechend an einer Vorderflächenseite und einer Rückflächenseite des Halbleiterchips im oberen Zweig und im unteren Zweig angeordnet. Das Herausführungsleiterteil enthält einen Parallelleiter mit einem positiven Elektrodenanschluss, einem negativen Elektrodenanschluss und einem Isolationsfilm. Der positive Elektrodenanschluss ist mit der Wärmeabstrahlplatte verbunden, welche mit einer positiven Elektrodenseite des Halbleiterchips im oberen Zweig verbunden ist. Der negative Elektrodenanschluss ist mit der Wärmeabstrahlplatte verbunden, die mit einer negativen Elektrodenseite des Halbleiterchips im unteren Zweig verbunden ist. Der Isolationsfilm liegt zwischen dem positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss. Der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss liegen einander gegenüber, wobei sie den Isolationsfilm zwischen sich einschließen. Das Harzgussteil bedeckt die Halbleiterchips, wobei Oberflächen der Wärmeabstrahlplatten entgegengesetzt zu den Halbleiterchips, ein Teil des positiven Elektrodenanschlusses und ein Teil des negativen Elektrodenanschlusses frei bleiben, und wenigstens ein Teil des Parallelleiters in dem Herausführungsleiterteil tritt in das Harzgussteil ein.
  • Die Druckschrift US 2007 / 0 252 169 A1 (PTL 4) offenbart ein Konstruieren mehrerer plattenförmiger Leiter, so dass jeder dieser Leiter, der elektrisch mit mehreren Halbleiterchips verbunden ist, auch thermisch mit beiden Chipoberflächen jedes solchen Halbleiterchips verbunden ist, um Wärme von den Chipoberflächen jedes Halbleiterchips abzugeben, und so, dass unter den obigen Leitern ein plattenförmiger Leiter mit positiver Gleichstrompolarität und ein plattenförmiger Leiter mit negativer Gleichstrompolarität einander an den jeweiligen Leiteroberflächen gegenüberliegen.
  • PATENTLITERATUR
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Um Streuinduktivität zu verringern, besteht ein effektiver Weg darin, zu verursachen, dass ein Leiter, der als ein Stromweg dient und an den ein positives Gleichspannungspotential angelegt wird, und ein weiterer Leiter, der als ein Stromweg dient und an den ein negatives Gleichspannungspotential angelegt wird, einander derart zugewandt sind, dass durch diese Leiter Ströme in entgegengesetzte Richtungen fließen. Dadurch werden die Magnetflüsse wie in der Japanischen Offenlegungsschrift JP 2013- 118 336 A aufgehoben. Bei der Japanischen Offenlegungsschrift JP 2013- 118 336 A fließt ein Strom nicht durch den Leiter mit einem Ausgangsanschluss in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Strom der Leiter für positive und negative Gleichspannungspotentiale, sodass keine Wirkung der Verringerung von Streuinduktivität mittels entgegengesetztem Strom erzeugt wird, obgleich ein Leiter zum Erhalten einer Ausgabe ebenfalls den Leitern zugewandt ist, die zum Erhalten von positiven und negativen Gleichspannungspotentialen angeordnet sind. Ebenfalls in der Japanischen Offenlegungsschrift JP 2013- 118 336 A wird der Stromweg aus einem Draht gebildet, der möglicherweise eine große Streuinduktivität aufweist, sodass die Wirkung der Verringerung von Streuinduktivität nicht ausreichend erzielt werden kann.
  • Bei der Japanischen Offenlegungsschrift JP 2008- 306 867 A ist ein Anschluss zwischen dem Stromweg und dem Halbleiterelement angeordnet, obwohl der Stromweg aus einer Leiterplatte gebildet ist. Der Stromweg ist mit dem Anschluss mittels eines Befestigungselements wie etwa einer Schraube verbunden. Folglich kann die Streuinduktivität in dem dazwischen angeordneten Bereich, wie etwa dem Anschluss oder dergleichen, nicht eliminiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich des vorstehenden Problems konzipiert. Sie hat die Aufgabe, ein Halbleitermodul, das die Wirkung des Kompensierens einer Streuinduktivität durch Strom weiter erhöhen kann, sowie einen Leistungswandler anzugeben, der das Halbleitermodul aufweist.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Die vorliegende Erfindung löst die Probleme mit einem Halbleitermodul gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2, 3, 5 und 6 angegeben.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Verdrahtungsweg als ein plattenförmiger Leadframe ausgebildet. Der Leadframe und das Halbleiterelement sind mit dem Verbindungsmaterial dazwischen direkt miteinander verbunden. Dies kann die Wirkung des Kompensierens einer Streuinduktivität durch Strom weiter verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungsanordnung eines Halbleitermoduls in jedem Beispiel von Ausführungsform 1 zeigt.
    • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein erstes Beispiel eines Teils einer Konfiguration zeigt, bei der tatsächliche Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 2, das erste Beispiel der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 4 ist eine schematische Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 genommen wird.
    • 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein zweites Beispiel eines Teils der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 5, das zweite Beispiel der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein drittes Beispiel eines Teils der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 7, das dritte Beispiel der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein Beispiel eines Teils einer Konfiguration in Ausführungsform 2 zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 9, das Beispiel von Ausführungsform 2 der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist.
    • 11 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungsanordnung eines Halbleitermoduls in einem ersten Beispiel von Ausführungsform 3 zeigt.
    • 12 ist ein Schaltbild, das eine Schaltungsanordnung eines Halbleitermoduls in einem zweiten Beispiel von Ausführungsform 3 zeigt.
    • 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein erstes Beispiel eines Teils einer Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 11 oder 12 gezeigt ist.
    • 14 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 13, das erste Beispiel zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 11 oder 12 gezeigt ist.
    • 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, in einer vereinfachten Weise, ein zweites Beispiel eines Teils der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 11 oder 12 gezeigt ist.
    • 16 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die, detaillierter als in 15, das zweite Beispiel der Konfiguration zeigt, bei der die tatsächlichen Elemente des Halbleitermoduls angeordnet sind, das in dem Schaltbild in 11 oder 12 gezeigt ist.
    • 17 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Leistungswandler-Systems zeigt, bei dem ein Leistungswandler gemäß Ausführungsform 4 verwendet wird.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Der Einfachheit halber sind eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung eingeführt.
  • Ausführungsform 1
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Halbleitermoduls SM in jedem der Beispiele von Ausführungsform 1. 2 zeigt ein erstes Beispiel eines Modus, in dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild in 1 gezeigt ist. Zunächst wird das erste Beispiel der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Auf 1 Bezug nehmend, wird das Halbleitermodul SM in jedem der Beispiele der vorliegenden Ausführungsform in einer Inverterschaltung oder einer Aufwärts-/Abwärtswandler-Schaltung verwendet. Das Halbleitermodul SM weist hauptsächlich einen ersten Leadframe 14, einen zweiten Leadframe 13, einen dritten Leadframe 16, ein erstes Halbleiterelement C1 und ein zweites Halbleiterelement C2 auf. Der erste Leadframe 14 ist beispielsweise mit der negativen Seite einer Gleichstrom-Stromversorgung V verbunden, sodass ein Gleichspannungspotential, welches ein erstes Potential ist, an den ersten Leadframe 14 angelegt wird. Der dritte Leadframe 16 ist beispielsweise mit der positiven Seite der Gleichstrom-Stromversorgung V verbunden, sodass ein positives Gleichspannungspotential, welches ein zweites Potential ist, das sich von dem ersten Potential unterscheidet, an den dritten Leadframe 16 angelegt wird.
  • Das heißt, dass bei dem Halbleitermodul SM der zweite Leadframe 13 so verbunden ist, dass er zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem dritten Leadframe 16 sandwichartig angeordnet ist. Bei dem Halbleitermodul SM in dem in 1 gezeigten Schaltbild ist das erste Halbleiterelement C1 mit dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 13 so verbunden, dass es dazwischen angeordnet ist, und das zweite Halbleiterelement C2 ist zwischen dem dritten Leadframe 16 und dem zweiten Leadframe 13 so angeschlossen, dass es dazwischen angeordnet ist. Ein Glättungskondensator C außerhalb des Halbleitermoduls SM ist zwischen einem Anschluss N in 1, an den das erste Potential des ersten Leadframes 14 angelegt wird, und einem Anschluss P in 1 elektrisch angeschlossen, an den das zweite Potential des dritten Leadframes 16 angelegt wird. Anschluss N und Anschluss P sind ein erstes Ende bzw. ein zweites Ende, an dem jeder Leadframe und sein entsprechendes Halbleiterelement, wie vorstehend beschrieben, in Reihe geschaltet verbunden sind.
  • Der erste Leadframe 14 ist auch mit der negativen Seite des extern angeordneten Glättungskondensators C elektrisch verbunden. Der dritte Leadframe 16 ist mit der positiven Seite des extern angeordneten Glättungskondensators C elektrisch verbunden. Der zweite Leadframe 13 weist in 1 Ausgabeanschlüsse als Anschluss OP und Anschluss OP2 auf und ist in 1 beispielsweise mit einem externen Motor oder dergleichen verbunden.
  • In 1 sind zwei Halbleiterelemente, nämlich ein erstes Halbleiterelement C1 und ein zweites Halbleiterelement C2, in einem Bereich angeordnet, der als Halbleitermodul SM dient und von der gestrichelten Linie umgeben ist. Dort ist allein ein einzelner Weg angeordnet, der von dem ersten Halbleiterelement C1 und dem zweiten Halbleiterelement C2 zu dem zweiten Leadframe 13 verläuft. Somit weist das in dem Schaltbild gemäß 1 gezeigte Halbleitermodul SM eine sogenannte 2-in-1-Struktur auf, und das Halbleitermodul SM der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Betrag einer Phase eines Inverters oder Wandlers.
  • Das heißt, dass wenn das Halbleitermodul SM in einem dreiphasigen Inverter zum Antreiben eines Motors verwendet wird, drei Halbleitermodule SM in Reihe geschaltet sind, von denen jedes von der gestrichelten Linie in der Schaltung gemäß 1 umgeben ist, zweite Leadframes 13 angeordnet sind, von denen jeder mit einem entsprechenden der drei Halbleitermodule SM verbunden ist, und jeder der drei zweiten Leadframes 13 mit einer entsprechenden Phase des Motors verbunden ist. Dies kann die elektrische Kapazität beispielsweise des Inverters erhöhen, der aus einer Vielzahl von, beispielsweise drei, Halbleitermodulen SM besteht, die parallelgeschaltet sind.
  • Obgleich das erste Halbleiterelement C1 und das zweite Halbleiterelement C2, die hier verwendet werden, vorzugsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Halbleiterelemente Gleichrichtervorrichtungen sein, wie etwa ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) oder Dioden. Alternativ können die Halbleiterelemente als eine geeignete Kombination aus einem MOSFET und einer IGBT oder einer Diode konfiguriert sein. Das erste Halbleiterelement C1 bildet einen unteren Arm und das zweite Halbleiterelement C2 bildet einen oberen Arm.
  • Der MOSFET in der vorliegenden Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der ein Gate G und eine Source S als Steuerelektroden angeordnet sind, wie in 1 gezeigt. Alternativ kann der MOSFET in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu dem Gate G und der Source S eine Temperaturmess-Diodenelektrode zum Detektieren der Temperaturen der Halbleiterchips des ersten Halbleiterelements C1 und zweiten Halbleiterelements C2 aufweisen oder eine Strommesselektrode zum Detektieren des Stroms, der durch die Halbleiterchips als Steuerelektroden fließt.
  • Obgleich nicht eigens gezeigt, ist jede Steuerelektrode des MOSFET mittels eines aus Aluminium, Kupfer, Gold oder dergleichen gefertigten Metalldrahts mit einem Steueranschluss elektrisch verbunden und ist mit einem Steuersubstrat an dem Steueranschluss verbunden. Obgleich nicht gezeigt, dient das Steuersubstrat der Ausgabe eines Signals zum Ein- und Ausschalten beispielsweise des MOSFET, der als erstes Halbleiterelement C1 und zweites Halbleiterelement C2 dient. Das Steuersubstrat kann innerhalb oder außerhalb des Halbleitermoduls angeordnet sein.
  • Der Stromweg des ersten Halbleiterelements C1 verläuft oftmals nicht durch den Glättungskondensator C. Bei der Schaltungskonfiguration beispielsweise, die eine Vielzahl von, beispielsweise drei, parallelgeschaltete Halbleitermodule SM aufweist, fließt, wenn das erste Halbleiterelement C1 ein MOSFET ist, ein Strom, der von der Seite der Source S zu dem Drain des MOSFET verläuft, nicht durch den Glättungskondensator C, sondern fließt von dem Halbleitermodul SM einer anderen Phase, die parallelgeschaltet ist.
  • Vor diesem Hintergrund sind in 1 ein Bereich zwischen dem Glättungskondensator C und dem Anschluss N sowie ein Bereich zwischen dem Glättungskondensator und dem Anschluss P von den gestrichelten Linien angegeben. Die Startpunkte eines Stromwegs RN und eines Stromwegs RP befinden sich an Anschluss P und Anschluss N. Tatsächlich jedoch ist der Glättungskondensator C mit dem Anschluss P und dem Anschluss N in den gestrichelten Bereichen gemäß 1 verbunden.
  • Auf 2 Bezug nehmend, ist der erste Leadframe 14 ein plattenförmiger Verdrahtungsweg, der eine ebene Form aufweist, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt, wobei der erste Leadframe 14 in der X-Richtung insgesamt in etwa länger verläuft, in der Y-Richtung eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist und in der Z-Richtung eine Dicke aufweist. Der erste Leadframe 14 weist einen ersten Anschlussbereich 14a, ein erstes Anschlussloch 14b, einen ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c, einen ersten gebogenen Bereich 14d sowie einen ersten sich kürzer erstreckenden Bereich 14e auf.
  • Genauer gesagt, ist der erste Anschlussbereich 14a ein Bereich an dem Ende an einer Seite in der X-Richtung, d. h. auf der negativen Seite gemäß 2. Das erste Anschlussloch 14b ist ein Durchgangsloch, das in dem ersten Anschlussbereich 14a ausgebildet ist und das in der Z-Richtung durch den ersten Anschlussbereich 14a verläuft. Der erste sich länger erstreckende Bereich 14c ist ein zentraler Bereich des ersten Leadframes 14 und ist ein Bereich, der am längsten gerade in der X-Richtung verläuft. Der erste gebogene Bereich 14d ist ein Bereich, der derart gebogen ist, dass er in die Z-Richtung nach unten verläuft, wobei er in der X-Richtung von dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c zu der positiven Seite verläuft.
  • Der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e ist ein Bereich, der von dem ersten gebogenen Bereich 14d so weiter in die X-Richtung verläuft, dass er kürzer ist als der erste sich länger erstreckende Bereich 14c. Der erste Anschlussbereich 14a ist in dem Bereich angeordnet, der der negativen Seite in der X-Richtung des ersten sich länger erstreckenden Bereichs 14 am nächsten ist. Der erste sich länger erstreckende Bereich 14c ist so angeordnet, dass er zu der positiven Seite in der X-Richtung des ersten Anschlussbereichs 14a benachbart ist.
  • Der zweite Leadframe 13 ist in zwei Elemente geteilt und nur eines dieser Elemente ist in 2 gezeigt. Der in 2 gezeigte zweite Leadframe 13 weist eine ebene Form auf, die sich insgesamt etwa entlang der XY-Richtung erstreckt, und weist einen zweiten zugewandten Bereich 13d und eine zweite elektrische Verbindung 13e auf. Der zweite zugewandte Bereich 13d ist ein Bereich, bei dem in Draufsicht der zweite Leadframe 13 mit dem ersten Leadframe 14 überlappt, das heißt, dem ersten Leadframe 14 zugewandt ist.
  • Der zweite zugewandte Bereich 13d verläuft in der X-Richtung und überlappt mit dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c des ersten Leadframes 14 derart, dass ihre Hauptflächen einander zugewandt sind. Der zweite zugewandte Bereich 13d ist dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c so zugewandt, dass er unter dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c in der Z-Richtung angeordnet ist. Dabei weist der zweite zugewandte Bereich 13d einen Bereich auf, der derart gebogen ist, dass er in der Z-Richtung nach unten verläuft, wobei er in der X-Richtung zu der positiven Seite läuft. Dies ist deshalb der Fall, weil der Bereich, der so gebogen ist, dass er in der Z-Richtung nach unten verläuft, derart verläuft, dass er im Wesentlichen dem ersten gebogenen Bereich 14d des ersten Leadframes 14 zugewandt ist.
  • Eine zweite elektrische Verbindung 13e ist ein Bereich, der entlang der XY-Ebene in der X-Richtung von einem Bereich des zweiten zugewandten Bereichs 13d auf der positiven Seite in der X-Richtung verläuft, der in der Z-Richtung nach unten verläuft. Allerdings weist die zweite elektrische Verbindung 13e einen engen Bereich auf. Das andere Element der zwei Elemente, die den zweiten Leadframe 13 bilden, der sich von dem einen Element unterscheidet, wird nachstehend beschrieben.
  • Der dritte Leadframe 16 weist gebogene Bereiche, deren Erstreckungsrichtung um etwa 90° verändert ist, an drei Stellen in der XY-Richtung auf, und weist somit einen Bereich auf, der in die X-Richtung verläuft, und Bereiche, die in die Y-Richtung verlaufen. Der dritte Leadframe 16 ist allerdings ein plattenförmiger Verdrahtungsweg mit einer ebenen Form, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt, wobei der dritte Leadframe 16 insgesamt länger in die X-Richtung verläuft, eine Breite aufweist, die in der Richtung, die die Verlaufsrichtung kreuzt, ungefähr konstant ist, und eine Dicke in der Z-Richtung aufweist.
  • Der dritte Leadframe 16 weist einen dritten Anschlussbereich 16a, ein drittes Anschlussloch 16b, einen dritten sich länger erstreckenden Bereich 16c, einen dritten zugewandten Bereich 16d sowie eine dritte elektrische Verbindung 16e auf. Der dritte Anschlussbereich 16a ist ein Bereich an dem Ende an einer Seite in der X-Richtung, das heißt, auf der negativen Seite gemäß 2. Das dritte Anschlussloch 16b ist ein Durchgangsloch, das in dem dritten Anschlussbereich 16a ausgebildet ist und in der Z-Richtung durch den dritten Anschlussbereich 16a verläuft. Der dritte sich länger erstreckende Bereich 16c ist ein Bereich, der so angeordnet ist, dass er zu dem ersten Anschlussbereich 14a auf der positiven Seite in der X-Richtung benachbart ist und in der X-Richtung mit einem Abstand zu dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c im Wesentlichen parallel zu dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c verläuft. Der dritte sich länger erstreckende Bereich 16c weist einen Bereich auf, der in dem sich davon biegenden Bereich enthalten ist und in der Y-Richtung verläuft und der mit dem ersten Leadframe 14 in Draufsicht nicht überlappt.
  • Der dritte zugewandte Bereich 16d ist ein Bereich, in dem der dritte Leadframe 16 mit dem ersten Leadframe 14 in Draufsicht überlappt, das heißt, dem ersten Leadframe 14 zugewandt ist. Der dritte zugewandte Bereich 16d verläuft in der X-Richtung und überlappt mit dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c des ersten Leadframes 14 derart, dass ihre Hauptflächen einander zugewandt sind. Der dritte zugewandte Bereich 16d ist dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c zugewandt, sodass er in der Z-Richtung unter dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c angeordnet ist.
  • Die dritte elektrische Verbindung 16e ist ein Bereich, der von dem dritten zugewandten Bereich 16d auf der positiven Seite in der X-Richtung in die Y-Richtung verläuft und der mit dem ersten Leadframe 14 nicht überlappt. Somit ist der dritte Leadframe 16 in der Dimension in der X-Richtung grundsätzlich kleiner als der erste Leadframe 14 und in der Dimension in der Y-Richtung größer als der erste Leadframe 14. Der dritte Anschlussbereich 16a ist in dem Bereich angeordnet, der der negativen Seite in der X-Richtung des dritten sich länger erstreckenden Bereichs 16c am nächsten ist, und ist in dem dritten sich länger erstreckenden Bereich 16c enthalten.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind in der vorliegenden Ausführungsform der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 einander zugewandt und der dritte Leadframe 16 und der erste Leadframe 14 sind einander zugewandt. Obgleich die Bereiche, in denen die Leadframes einander zugewandt sind, in die X-Richtung verlaufen, verläuft auch in den anderen Bereichen jeder Leadframe des Halbleitermoduls in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich in die X-Richtung.
  • 3 zeigt ein erstes Beispiel und zeigt detailliert die Elemente, die das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 1 bilden, sodass eine größere Anzahl von Elementen als in 2 einbezogen ist. Auf 2 und 3 Bezug nehmend, weist bei einem Halbleitermodul 101 des ersten Beispiels, das von dem Halbleitermodul SM angegeben wird, das andere Element von den zwei Elementen, die den zweiten Leadframe 13 bilden, das sich von dem einen Element unterscheidet, einen zweiten Anschlussbereich 13a, ein zweites Anschlussloch 13b und einen zweiten gebogenen Bereich 13c auf. Genauer gesagt, ist der zweite Anschlussbereich 13a ein Bereich an dem Ende an einer Seite in der X-Richtung, das heißt, auf der positiven Seite in 3.
  • Das zweite Anschlussloch 13b ist ein Durchgangsloch, das in dem zweiten Anschlussbereich 13a ausgebildet ist, und das in die Z-Richtung durch den zweiten Anschlussbereich 13a verläuft. Der zweite gebogene Bereich 13c ist ein Bereich, der so gebogen ist, dass er in die Z-Richtung nach unten verläuft, wobei er von dem zweiten Anschlussbereich 13a zu der negativen Seite in der X-Richtung verläuft. Er weist außerdem einen Bereich auf, der an seinem Ende am nächsten zu der negativen Seite in der X-Richtung entlang der XY-Ebene verläuft. Der zweite Leadframe 13 ist ein plattenförmiger Verdrahtungsweg mit einer ebenen Form, bei dem sowohl das eine Element als auch das andere Element in der Z-Richtung eine Dicke aufweisen und sich in etwa entlang der XY-Ebene erstrecken.
  • Eine Keramikplatte 21 und eine Keramikplatte 22, die beispielsweise eine rechteckige Plattenform aufweisen, sind so angeordnet, dass sie eine Hauptschaltung, die in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform das Halbleitermodul 101 bildet, von ihrem Äußeren elektrisch isolieren. Ein Metallmuster M1 mit einer beispielsweise rechteckigen Form ist an der Oberseite der Keramikplatte 22 in der Z-Richtung ausgebildet und das chipförmige erste Halbleiterelement C1 ist mit der Oberseite des Metallmusters M1 in der Z-Richtung mittels Lot, Silber oder dergleichen verbunden.
  • Ferner ist ein Metallmuster M2 mit einer beispielsweise rechteckigen Form an der Oberseite der Keramikplatte 21 ausgebildet und das chipförmige zweite Halbleiterelement C2 ist mit der Oberseite des Metallmusters M2 in der Z-Richtung mittels Lot, Silber oder dergleichen verbunden. Das Lot oder Silber, das die Halbleiterelemente C1 und C1 und die Metallmuster M1 und M2 verbinden, können beispielsweise ein Metallstück zur Verbesserung der Wärmeabführung und zum Spannungsabbau aufweisen. Obgleich nicht gezeigt, kann ein Metallmuster zur Spannungseinstellung ebenfalls an den Unterseiten der Keramikplatten 21 und 22 in der Z-Richtung ausgebildet sein.
  • Die Metallmuster an den Unterseiten der Keramikplatten 21 und 22 in der Z-Richtung sind an einen Kühler außerhalb des Halbleitermoduls mittels Fett, einem Isolierflächenkörper, Lot oder dergleichen gebondet. Die Metallmuster an den Unterseiten der Keramikplatten 21 und 22 in der Z-Richtung führen die Wärme, die in dem ersten Halbleiterelement C1, dem zweiten Halbleiterelement C2 oder den Metallmustern M1 und M2 erzeugt wird, nach außen von dem Halbleitermodul 101 ab.
  • Bei einer Modifikation kann, um die Hauptschaltung, die das Halbleitermodul 101 bildet, von seiner Außenseite elektrisch zu isolieren, der folgende Mechanismus anstelle eines Mechanismus verwendet werden, bei dem die Keramikplatte 21 in dem Halbleitermodul 101 angegeben ist. Das heißt, dass ein Isolierflächenkörper anstelle der Keramikplatte 21 in dem Halbleitermodul 101 angeordnet sein kann. Alternativ kann ein Mechanismus angegeben sein, der eine Hauptschaltung, die das Halbleitermodul 101 nicht innerhalb, sondern außerhalb des Halbleitermoduls 101 bildet, gegenüber der Außenseite elektrisch isoliert.
  • Der erste Leadframe 14, zwei zweite Leadframes 13 und der dritte Leadframe 16 sind jeweils aus einem Metallmaterial wie etwa Kupfer oder Aluminium gefertigt. Der Querschnitt von jedem Leadframe, der dessen Verlaufsrichtung kreuzt, weist einen relativ kleinen Schnittbereich auf, der kein Problem der Wärmeerzeugung durch Strom darstellen würde.
  • Das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 1 und das Halbleitermodul 101 in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform gemäß 3 vergleichend und auf diese Bezug nehmend, sind der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e, der sich an dem Ende auf der positiven Seite in der X-Richtung des ersten Leadframes 14 befindet, und das erste Halbleiterelement C1 mit einem Verbindungsmaterial G1 dazwischen direkt miteinander verbunden. Folglich sind der erste Leadframe 14 und das erste Halbleiterelement C1 elektrisch miteinander verbunden. Der erste Anschlussbereich 14a auf der negativen Seite in der X-Richtung des ersten Leadframes 14 ist mit dem Glättungskondensator C mittels Verschraubung mit dem ersten Anschlussloch 14b, das als ein Schraubenloch dient, elektrisch verbunden.
  • Der zweite zugewandte Bereich 13d des einen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13, der sich auf der negativen Seite in der X-Richtung befindet, und das zweite Halbleiterelement C2 sind mittels einem Verbindungsmaterial G2 dazwischen direkt miteinander verbunden. Folglich sind der zweite Leadframe 13 und das zweite Halbleiterelement C2 elektrisch miteinander verbunden. Die zweite elektrische Verbindung 13e des einen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13, der sich auf der positiven Seite in der X-Richtung befindet, ist elektrisch mit einem Metallmuster M1 verbunden, das in der Z-Richtung mit der unteren Seite des ersten Halbleiterelements C1 mittels eines nachstehend beschriebenen Verbindungsverfahrens A verbunden ist.
  • Der als erstes Halbleiterelement C1 dienende MOSFET ist eine vertikale Vorrichtung und weist eine Elektrode an der Rückseite seines Chips auf. Das heißt, dass das Metallmuster M1 und das erste Halbleiterelement C1 so elektrisch miteinander verbunden sind, dass die zweite elektrische Verbindung 13e des zweiten Leadframes 13 mit dem ersten Halbleiterelement C1 elektrisch verbunden ist. Der Anschluss des einen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13 entspricht dem Anschluss OP in 1.
  • Das Ende des zweiten gebogenen Bereichs 13c des anderen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13, der sich auf der negativen Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem Metallmuster M1 elektrisch verbunden, das in der Z-Richtung mit der unteren Seite des ersten Halbleiterelements C1 mittels des Verbindungsverfahrens A verbunden ist. Folglich ist der zweite gebogene Bereich 13c mit dem ersten Halbleiterelement C1 elektrisch verbunden. Der zweite Anschlussbereich 13a des anderen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13, der sich auf der positiven Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem externen Motor oder dergleichen verbunden, beispielsweise mittels Verschraubung mit dem zweiten Anschlussloch 13b, das als ein Schraubenloch dient. Der Anschluss des anderen Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13 entspricht dem Anschluss OP2 in 1.
  • Die dritte elektrische Verbindung 16e des dritten Leadframes 16, die sich auf der positiven Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem Metallmuster M2 elektrisch verbunden, das in der Z-Richtung mit der unteren Seite des zweiten Halbleiterelements C2 mittels des Verbindungsverfahrens A verbunden ist. Der als zweites Halbleiterelement C2 dienende MOSFET ist eine vertikale Vorrichtung und weist eine Elektrode an der Rückseite seines Chips auf. Mit anderen Worten: Das Metallmuster M2 und das zweite Halbleiterelement C2 sind elektrisch so miteinander verbunden, dass die dritte elektrische Verbindung 16e des dritten Leadframes 16 mit dem zweiten Halbleiterelement C2 elektrisch verbunden ist. Der dritte Anschlussbereich 16a des dritten Leadframes 16, der sich auf der negativen Seite in der X-Richtung befindet, ist mit dem Glättungskondensator C elektrisch verbunden, beispielsweise mittels einer Verschraubung mit dem dritten Anschlussloch 16b, das als Schraubenloch dient.
  • Obgleich die Verbindungsmaterialien G1 und G2 vorzugsweise Lot sind, können die Verbindungsmaterialien beispielsweise auch Silber sein. Die Verbindungsmaterialien G1 und G2 können beispielsweise ein Metallstück zur Verbesserung der Wärmeabführung und des Spannungsabbaus aufweisen.
  • Obgleich das vorstehend beschriebene Verbindungsverfahren A beispielsweise mittels der Verbindungsmaterialien G1 und G2, wie etwa Lot oder Silber, eine Verbindung bereitstellen kann, kann auch ein weiteres Verfahren verwendet werden, das unter Verwendung eines Ultraschall-Verbindungsschrittes oder irgendeines anderen Schrittes eine Verbindung bereitstellen kann.
  • Obwohl bei der Verbindung des Glättungskondensators mit dem Anschluss oder dem Motor die Verschraubung unter Verwendung des ersten Anschlusslochs 14b, des zweiten Anschlusslochs 13b und des dritten Anschlusslochs 16b durchgeführt werden kann, können das erste Anschlussloch 14b, das zweite Anschlussloch 13b und das dritte Anschlussloch 16b mit dem Anschluss des Glättungskondensators oder des Motors verschweißt werden.
  • Da der dritte zugewandte Bereich 16d in der Z-Richtung unter dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c angeordnet ist, unterscheiden sich das erste Anschlussloch 14b des ersten Leadframes 14 und das dritte Anschlussloch 16b des dritten Leadframes 16 in der Z-Richtung voneinander in der Höhe. Das erste Anschlussloch 14b befindet sich über dem dritten Anschlussloch 16b. Alternativ können der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 16 so angeordnet sein, dass sie in der Z-Richtung in ihrer Höhe gleich sind, indem einer der Leadframes gebogen wird.
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht eines Bereichs, in dem insbesondere der erste Leadframe 14 mit dem zweiten Leadframe 13 und dem dritten Leadframe 16 gemäß 3 überlappt, sodass sie einander in einer ebenen Weise zugewandt sind, wenn in Draufsicht betrachtet. Auf 3 und 4 Bezug nehmend, sind der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 mit einem isolierenden Material 31 abgedichtet, sodass sie miteinander integriert sind. Zugleich ist auch der dritte Leadframe 16 mit dem isolierenden Material 31 abgedichtet, um mit dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 13 integriert zu sein.
  • Der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 sind einander mit dem isolierenden Material 31 dazwischen zugewandt. Der dritte Leadframe 16 ist dem ersten Leadframe 14 mit dem isolierenden Material 31 dazwischen zugewandt. Mit anderen Worten: Das isolierende Material 31 bedeckt den ersten Leadframe 14, den zweiten Leadframe 13 sowie den dritten Leadframe 16, sodass deren Außenflächen umhüllt sind, und ist so angeordnet, dass es zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 13, die einander zugewandt sind, und zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem dritten Leadframe 16, die einander zugewandt sind, sandwichartig angeordnet ist. Das isolierende Material 31 ist derart ausgebildet, dass ein Bereich davon, der die Außenflächen des ersten Leadframes 14 und dergleichen bedeckt, und ein weiterer Bereich davon, der zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 14 sandwichartig angeordnet ist, miteinander integriert sind.
  • Das isolierende Material 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise beispielweise ein Harzmaterial. Insbesondere ist das isolierende Material 31 vorzugsweise ein Harzmaterial mit einem Schmelzpunkt, der höher ist als der Schmelzpunkt des Lots. Genauer gesagt, ist das isolierende Material 31 vorzugsweise ein Flüssigkristallpolymer.
  • Der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass deren Bereiche, die mit den Verbindungsmaterialien G1 und G2 gelötet sind, von dem isolierenden Material 31 freiliegen. Mit anderen Worten: Wie in 4 gezeigt, wenn der zweite Leadframe 13 von der Seite der unteren Seite in der Z-Richtung aus betrachtet wird, ist der Bereich, in dem der zweite Leadframe 13 mittels dem Verbindungsmaterial G2 mit dem zweiten Halbleiterelement C2 verbunden ist, nicht mit dem isolierenden Material 31 bedeckt, sondern liegt frei davon. Der Bereich, in dem der erste Leadframe 14 mittels dem Verbindungsmaterial G1 mit dem Halbleiterelement C1 verbunden ist, ist nicht von dem isolierenden Material 31 bedeckt, sondern liegt frei davon.
  • Der Abstand zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 13, die einander zugewandt sind, und der Abstand zwischen dem ersten Leadframe 14 und dem dritten Leadframe 16, die einander zugewandt sind, sind vorzugsweise ein Minimalabstand, der kein Problem bei der Isolierfunktion des isolierenden Materials 31 als Harz verursachen würde. Kein Problem zu verursachen bedeutet hier nicht nur, dass bei dem Versand eines Produkts während der Prüfung der dielektrischen Spannung kein Spannungsdurchschlag auftritt, sondern auch, dass selbst nach einer Langzeitverwendung kein Spannungsdurchschlag auftritt.
  • Obgleich in 3 nicht gezeigt, können ein Loch zur Befestigung einer Haltevorrichtung sowie eine überstehende Form zur Positionierung ausgebildet sein, die bei der Anordnung eines Harzes als isolierendes Material 31 in jedem Leadframe verwendet werden. Das heißt, dass ein Loch, das so angeordnet ist, dass es in der Z-Richtung durch den ersten Leadframe 14 von dessen Oberseite zu dessen Unterseite verläuft, in dem ersten Leadframe 14 angeordnet sein kann, um den ersten Leadframe 14 an der Haltevorrichtung zu befestigen. Alternativ kann eine überstehende Form beispielsweise an der Oberfläche eines Teilbereichs des ersten Leadframes 14 ausgebildet sein.
  • Wie in 3 gezeigt, weist das Halbelitermodul 101 ferner Folgendes auf: ein Abdichtungsmaterial 32, das zumindest einen Teil des Leadframes 14, zumindest einen Teil des Leadframes 13, zumindest einen Teil des Leadframes 16, ein isolierendes Material 31, ein erstes Halbleiterelement C1 sowie ein zweites Halbleiterelement C2 abdichtet. Das Abdichtungsmaterial 32 deckt alle Komponenten ab (d. h., einschließlich der Keramikplatten 21 und 22 und dergleichen), um diese Komponenten abgesehen von dem ersten Anschlussbereich 14 des ersten Leadframes 14, dem zweiten Anschlussbereich 14a des zweiten Leadframes 13 und dem dritten Anschlussbereich 16a des dritten Leadframes 16 abzudichten. Das Halbleitermodul 101 weist vorzugsweise als ein Abdichtungsmaterial 32 ein Material auf, das sich von dem für das isolierende Material 31 verwendeten Flüssigkristallpolymer unterscheidet. Genauer gesagt, ist das Abdichtungsmaterial 32 vorzugsweise ein Silikongel.
  • Die Funktion und Wirkung des Halbleitermoduls 101 in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird anschließend beschrieben, wobei unter Bezugnahme auf 1 und 3 ein Stromweg während des Antriebs beschrieben wird.
  • Als erstes wird ein Stromweg während des Antriebs beschrieben. Auf 1 und 3 Bezug nehmend, sind zwei Typen von Stromwegen während des Antriebs eines Halbleitermoduls 101 denkbar, wenn ein positiver Strom ausgegeben wird: Stromweg RN, über den ein Strom von dem Glättungskondensator C zu dem ersten Leadframe 14 fließt und dann in den zweiten Leadframe 13 fließt; und Stromweg RP, über den ein Strom von dem Glättungskondensator C zu dem dritten Leadframe 16 fließt und dann in den zweiten Leadframe 13 fließt. Obgleich 1 und 3 den Stromweg RN und den Stromweg RP der Einfachheit halber zusammen zeigen, können diese Stromwege nicht gleichzeitig ausgebildet werden.
  • Der Stromweg RN, der von dem Pfeil in 1 angegeben ist, entspricht dem Stromweg RN, der von dem Pfeil in 3 angegeben ist. Bei dem Stromweg RN fließt ein Strom von dem ersten Anschlussbereich 14a des ersten Leadframes 14 durch den ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c zu dem ersten sich kürzer erstreckenden Bereich 14e und erreicht von dort das erste Halbleiterelement C1, das mit dem ersten sich kürzer erstreckenden Bereich 14e mit einem Verbindungsmaterial G1 dazwischen direkt verbunden ist. Ein Strom fließt von dem ersten Halbleiterelement C1 zu dem Metallmuster M1 direkt darunter und erreicht den zweiten Anschlussbereich 13a durch den zweiten gebogenen Bereich 13c, der dem Anschluss OP2 des zweiten Leadframes 13 entspricht. Dies treibt den externen Motor oder dergleichen an, der mit dem zweiten Anschlussbereich 13a verbunden ist.
  • Der Stromweg RP, der von dem Pfeil in 1 angegeben wird, entspricht dem Stromweg RP, der von dem Pfeil in 3 angegeben wird. Bei dem Stromweg RP fließt ein Strom von dem dritten Anschlussbereich 16a des dritten Leadframes 16 durch den dritten sich länger erstreckenden Bereich 16c und den dritten zugewandten Bereich 16d zu der dritten elektrischen Verbindung 16e und erreicht das Metallmuster M2. Ein Strom fließt von dem Metallmuster M2 zu dem zweiten Halbleiterelement C2 direkt darüber, und fließt von dort durch das Verbindungsmaterial G2 zu dem zweiten zugewandten Bereich 13d, der dem Anschluss OP des zweiten Leadframes 13 entspricht.
  • Sobald der Strom von dem zweiten zugewandten Bereich 13d durch die zweite elektrische Verbindung 13e zu dem Metallmuster M1 fließt, erreicht der Strom danach den zweiten Anschlussbereich 13a über den zweiten gebogenen Bereich 13c, der dem Anschluss OP2 des zweiten Leadframes 13 entspricht, wie bei dem Stromweg RN. Dies treibt den externen Motor oder dergleichen an, der mit dem zweiten Anschlussbereich 13a verbunden ist.
  • Das heißt, dass sowohl der Stromweg RN als auch RP in 1 Wege sind, über die ein Strom in ungefähr die gleiche Richtung in dem Halbleitermodul 101 gemäß 3 fließt, nämlich von der negativen Seite zu der positiven Seite in der X-Richtung. Der erste sich länger erstreckende Bereich 14c des ersten Leadframes 14, der in dem Stromweg RN enthalten ist, und der dritte zugewandte Bereich 16d des dritten Leadframes 16, der in dem Stromweg RP enthalten ist, überlappen so, dass sie einander zugewandt sind. Außerdem überlappen der erste sich länger erstreckende Bereich 14c des ersten Leadframes 14, der in dem Stromweg RN enthalten ist, und der zweite zugewandte Bereich 13d des zweiten Leadframes 13, so, dass sie einander zugewandt sind.
  • Somit wird hier der folgende Fall betrachtet, bei dem der in dem ersten Halbleiterelement C1 enthaltene MOSFET abgeschaltet ist, um zu verursachen, dass ein Strom dem Stromweg RN gemäß 1 entgegengesetzt fließt, und der in dem zweiten Halbleiterelement C2 enthaltene MOSFET wird mittels Schalten eingeschaltet. Für diesen Fall nimmt der Strom über dem Stromweg RN in der in 1 gezeigten Richtung ab. Durch diese Stromabnahme nimmt der Magnetfluss um den Stromweg RN ab. Zu dieser Zeit beginnt ein Strom über dem Stromweg RP zu fließen; durch diese Stromzunahme nimmt der Magnetfluss um den Stromweg RP zu. Da der erste Leadframe 14 und der dritte Leadframe 16 entgegengesetzte Richtungen aufweisen, in die sich der der Strom ändert, können die Änderungen im Magnetfluss insgesamt aufgehoben werden.
  • Somit wird das Auftreten von Streuinduktivität aufgrund der Änderungen im Magnetfluss an einem Bereich verringert, in dem die Vielzahl von Leadframes überlappen, sodass sie einander zugewandt sind. Da das Auftreten von Streuinduktivität verringert wird, können Stoßspannungen und Rauschen beim Schalten verringert werden. Somit wird die Schaltgeschwindigkeit erhöht. Das beseitigt die Notwendigkeit, eine Maßnahme zum Begrenzen einer Streuinduktivität zu ergreifen, beispielsweise die Dicke oder Breite des Leadframes zu erhöhen, was der Verkleinerung des Halbleitermoduls 101 entgegensteht. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung kann somit sowohl die Größe des und Verluste bei dem Halbleitermodul 101 verringern.
  • Im Gegensatz dazu weisen, auch wenn ein Strom von dem Anschluss OP2 in die Leadframe-Seite fließt, der erste Leadframe 14 und der dritte Leadframe 16 entgegengesetzte Richtungen auf, in die sich er Strom ändert. Dies erzielt die Wirkung einer Verringerung des Magnetflusses, um die Änderungen im Magnetfluss insgesamt aufzuheben. Somit wird wie in dem vorherigen Fall die Streuinduktivität verringert.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Halbleitermodul 101 somit die Wirkung des Begrenzens des Auftreten einer Streuinduktivität während des Schaltens erhöht, da der erste Leadframe 14 und ein Teil des zweiten Leadframes 13 mit dem isolierendem Material 31 dazwischen einander so zugewandt sind, dass sie keinen Kurzschluss verursachen. Das liegt daran, dass nur das isolierende Material 31 zwischen den zwei Leadframes sandwichartig angeordnet ist und der verringerte Abstand dazwischen kann eine Stromschleife verringern, die aus dem Stromweg RN und dem Stromweg RP gebildet wird, sodass eine Gegeninduktivität während des Schaltens effektiv verwendet werden kann. Gleichermaßen sind bei dem Halbleitermodul 101 der erste Leadframe 14 und ein Teil des dritten Leadframes 16 mit dem isolierenden Material 31 dazwischen einander zugewandt, sodass kein Kurzschluss verursacht wird. Somit wird die Wirkung des Begrenzens des Auftretens von Stoßspannungen oder dergleichen während des Schaltens erhöht, die von einer Streuinduktivität verursacht wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Leadframe 14 und das erste Halbleiterelement C1 mit dem Verbindungsmaterial G1 dazwischen direkt miteinander verbunden. Der zweite Leadframe 13 und das zweite Halbleiterelement C2 sind mit dem Verbindungsmaterial G2 dazwischen direkt miteinander verbunden. Dies kann eine Stromschleife um einen Betrag verringern, um den kein Anschluss oder dergleichen zwischen dem Leadframe und dem Halbleiterelement sandwichartig angeordnet ist, um Streuinduktivitäten zu vermeiden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Stromweg aus einem plattenförmigen Leadframe gebildet. Dies kann eine Streuinduktivität stärker verringern, als wenn beispielsweise der Stromweg aus einem Draht gebildet wird, der möglicherweise eine hohe Streuinduktivität aufweist.
  • Bei dem Halbleitermodul 101 sind der erste Leadframe 14, der zweite Leadframe 13 und der dritte Leadframe 16 mit einem isolierenden Material 31 so abgedichtet, dass sie miteinander integriert sind. Folglich können die Leadframes so angeordnet sein, dass sie in dem Reflow-Schritt innerhalb des Herstellungsprozesses miteinander integriert werden. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Leadframes separat angeordnet sind, können somit die Leadframes während der Fertigung in einfacher Weise angebracht werden, was zu einer verbesserten Fertigung führt.
  • Außerdem wird bei dem Halbleitermodul 101 Lot als Verbindungsmaterial G1 und G2 verwendet, ein Harzmaterial wird als isolierendes Material 31 verwendet und das isolierende Material 31 ist ein Harzmaterial mit einem Schmelzpunkt, der höher ist als der des Lots, wie etwa ein Flüssigkristallpolymer. Folglich schmilzt das isolierende Material 31 in dem Reflow-Schritt nicht. Das führt zu einfachen Lötverbindungen der Elemente in dem Reflow-Schritt.
  • Das Abdichtungsmaterial 32, das die Gesamtheit abdichtet, ist aus einem Material gefertigt, das sich von dem isolierenden Material 31 unterscheidet. Das führt zu einer verbesserten Gestaltungsfreiheit bei jedem Leadframe. Beispielsweise kann das Abdichtungsmaterial 32, das aus Silikongel gefertigt ist, ohne Form abdichten.
  • Ein zweites Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. 5 zeigt ein zweites Beispiel eines Zustands, in dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild gemäß 1 gezeigt ist. 6 zeigt das zweite Beispiel, das die Elemente zeigt, die das in dem Schaltbild gemäß 1 gezeigte Halbleitermodul SM bilden, so, dass eine größere Anzahl von Elementen als in 5 angegeben ist. Auf 5 und 6 Bezug nehmend, weist ein Halbleitermodul 102 in dem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich Komponenten auf, die denen des Halbleitermoduls 101 in dem ersten Beispiel gleichen. Dementsprechend werden die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben. Allerdings unterscheidet sich das Halbleitermodul 102 von dem Halbleitermodul 101 in der Form jedes Leadframes, was nachstehend beschrieben wird.
  • Der in 5 gezeigte erste Leadframe 14 weist einen ersten Anschlussbereich 14a, ein erstes Anschlussloch 14b, einen ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereich 14f, einen ersten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 14g, einen ersten gebogenen Bereich 14d und einen ersten sich kürzer erstreckenden Bereich 14e auf. Das heißt, dass der Bereich, der dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c entspricht, der sich entlang der XY-Ebene erstreckt und in der X-Richtung in dem Halbleitermodul 101 verläuft, in dem Halbleitermodul 102 mit dem ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereich 14f ersetzt wird. Der erste sich vertikal länger erstreckende Bereich 14f weist eine ebene Form auf, die sich entlang der XZ-Ebene erstreckt, wobei der erste sich vertikal länger erstreckende Bereich 14f in der X-Richtung länger verläuft, eine ungefähr konstante Breite in der Z-Richtung aufweist und eine Dicke in der Y-Richtung aufweist.
  • Der erste Anschlussbereich 14a ist so ausgebildet, dass er von dem Ende auf der negativen Seite in der X-Richtung des ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereichs 14f gebogen ist und sich entlang der YZ-Ebene erstreckt. Im Gegensatz dazu ist der erste sich horizontal länger erstreckende Bereich 14g auf der positiven Seite in der Y-Richtung des ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereichs 14f angeordnet und weist eine ebene Form auf, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt wie bei dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c des Halbleitermoduls 101.
  • Der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e verläuft von dem Ende auf der positiven Seite in der X-Richtung des ersten sich horizontal länger erstreckenden Bereichs 14g mit dem ersten gebogenen Bereich 14d dazwischen in die X-Richtung, wie bei dem Halbleitermodul 101. Der erste Leadframe 14 des Halbleitermoduls 102 unterscheidet sich in der vorstehend beschriebenen Hinsicht von dem ersten Leadframe 14 des Halbleitermoduls 101, der eine ebene Form aufweist, die sich in ihrer Gesamtheit ungefähr entlang der XY-Ebene erstreckt.
  • Ein erstes Element des in 5 gezeigten zweiten Leadframes 13 weist einen zweiten vertikal zugewandten Bereich 13f, einen zweiten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 13g und einen zweiten sich horizontal kürzer erstreckenden Bereich 13h auf. Das heißt, dass der Bereich, der dem zweiten zugewandten Bereich 13d entspricht, der sich entlang der XY-Ebene erstreckt und in der X-Richtung in dem Halbleitermodul 101 verläuft, mit dem zweiten vertikal zugewandten Bereich 13f in dem Halbleitermodul 102 ersetzt wird. Der zweite vertikal zugewandte Bereich 13f erstreckt sich entlang der XZ-Ebene und der zweite sich horizontal länger erstreckende Bereich 13g sowie der zweite sich horizontal kürzer erstreckende Bereich 13h erstrecken sich entlang der XY-Ebene.
  • Der zweite sich horizontal länger erstreckende Bereich 13g ist direkt unter dem ersten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 14g angeordnet, um den ersten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 14g zu überlappen. Sowohl der zweite sich horizontal länger erstreckende Bereich 13g und der zweite sich horizontal kürzer erstreckende Bereich 13h sind in der X-Richtung auf der positiven Seite in der Y-Richtung des zweiten vertikal zugewandten Bereichs 13f voneinander beabstandet. Das erste Element des zweiten Leadframes 13 des Halbleitermoduls 102 unterscheidet sich in der oben beschriebenen Hinsicht von dem ersten Element des zweiten Leadframes 13 des Halbleitermoduls 101, das eine ebenen Form aufweist, die sich in ihrer Gesamtheit ungefähr entlang der XY-Richtung erstreckt.
  • Der in 5 gezeigte dritte Leadframe 16 weist einen dritten Anschlussbereich 16a, ein drittes Anschlussloch 16b, einen dritten vertikal zugewandten Bereich 16f und eine dritte elektrische Verbindung 16e auf. Das heißt, dass der Bereich, der dem dritten zugewandten Bereich 16d entspricht, der sich entlang der XY-Ebene erstreckt und in der X-Richtung in dem Halbleitermodul 101 verläuft, in dem Halbleitermodul 102 mit dem dritten vertikal zugewandten Bereich 16f ersetzt wird. Der dritte vertikal zugewandte Bereich 16f erstreckt sich entlang der XZ-Ebene und die dritte elektrische Verbindung 16e erstreckt sich entlang der XY-Ebene.
  • Die dritte elektrische Verbindung 16e ist auf der negativen Seite in der Y-Richtung des dritten vertikal zugewandten Bereichs 16f angeordnet. Der dritte Anschlussbereich 16a ist so ausgebildet, dass er von dem Ende der negativen Seite in der X-Richtung des dritten vertikal zugewandten Bereichs 16f gebogen ist und sich entlang der YZ-Ebene erstreckt. Der dritte Leadframe 16 des Halbleitermoduls 102 unterscheidet sich in der vorstehend beschriebenen Hinsicht von dem dritten Leadframe 16 des Halbleitermoduls 101, das eine ebene Form aufweist, die sich in ihrer Gesamtheit ungefähr entlang der XY-Ebene erstreckt.
  • Bei dem Halbleitermodul 102 überlappen einander somit der erste sich vertikal länger erstreckende Bereich 14f und der zweite vertikal zugewandte Bereich 13f so, dass ihre Hauptflächen einander zugewandt sind. Bei dem Halbleitermodul 102 überlappen einander der erste sich vertikal länger erstreckende Bereich 14f und der dritte vertikal zugewandte Bereich 16f so, dass ihre Hauptflächen einander zugewandt sind.
  • Das isolierende Material 31 ist zwischen dem ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereich 14f und dem zweiten vertikal zugewandten Bereich 13f sowie zwischen dem ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereich 14f und dem dritten vertikal zugewandten Bereich 16f sandwichartig angeordnet. Das isolierende Material 31 ist außerdem zwischen dem ersten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 14g und dem zweiten sich horizontal länger erstreckenden Bereich 13g sandwichartig angeordnet. Obgleich 5 es so wie vorstehend beschrieben zeigt, bedeckt das isolierende Material 31 tatsächlich die Elemente und dichtet die Elemente ab, um die Elemente wie in 6 gezeigt miteinander zu integrieren.
  • Auf das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 1 und das Halbleitermodul 102 gemäß 5 und 6 Bezug nehmend und beide miteinander vergleichend, sind bei dem Halbleitermodul 102 der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e an dem Ende auf der positiven Seite in der X-Richtung des ersten Leadframes 14 und das erste Halbleiterelement C1 mit dem Verbindungsmaterial G1 dazwischen direkt miteinander verbunden. Der zweite sich horizontal kürzer erstreckende Bereich 13h des ersten Elements des zweiten Leadframes 13 und das zweite Halbleiterelement C2 sind mit dem Verbindungsmaterial G2 dazwischen direkt miteinander verbunden.
  • Der zweite sich horizontal länger erstreckende Bereich 13g und das Metallmuster M1 sind so elektrisch miteinander verbunden, dass der zweite sich horizontal länger erstreckende Bereich 13g und das erste Halbleiterelement C1 elektrisch miteinander verbunden sind. Da die weiteren Verbindungen denen des oben beschriebenen Halbleitermoduls 101 ähnlich sind, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen. Wie vorstehend beschrieben, ist das Halbleitermodul 102 so angeschlossen, dass es die Schaltung des Halbleitermoduls SM gemäß 1 bildet.
  • Die Funktion und Wirkung des Halbleitermoduls 102 in dem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform werden nachstehend beschrieben. Das Halbleitermodul 102 erzielt die folgenden Funktion und Wirkung zusätzlich zu der Wirkung der Verringerung von Streuinduktivität wie bei dem Halbleitermodul 101.
  • Wie bei dem Halbleitermodul 102 sind die Bereiche des ersten Leadframes 14 und des zweiten Leadframes 13, die einander zugewandt sind, so angeordnet, dass sie sich in die XZ-Richtung, also in die vertikale Richtung, erstrecken, sodass ein Bereich, der von diesen Bereichen besetzt ist, in Draufsicht kleiner gemacht werden kann, als wenn diese Bereiche sich in die XY-Richtung erstrecken wie bei dem Halbleitermodul 101. Folglich kann das gesamte Halbleitermodul 102 weiter verkleinert werden.
  • Der erste Anschlussbereich 14a und der dritte Anschlussbereich 16a sind so angeordnet, dass sie sich in die YZ-Richtung erstrecken wie bei dem Halbleitermodul 102, sodass die Richtung, in die eine Schraube verwendet wird, in diesen Bereichen die X-Richtung sein kann. Obgleich die Richtung, in der die Schraube in diesen Bereichen verwendet wird, in die Z-Richtung verläuft, weil sich der erste Anschlussbereich 14a und dergleichen in beispielsweise die XY-Richtung in dem Halbleitermodul erstrecken, können für diesen Fall diese Bereiche nicht verschraubt werden, außer wenn die Höhe des ersten Leadframes 14 in der Z-Richtung ausreichend größer ist als die Höhe der Schraube; außerdem kann keine Mutter angeordnet werden. Allerdings kann die Konfiguration des Halbleitermoduls 102 das vorstehende Problem vermeiden. Ebenfalls für den Fall, bei dem ein weiterer Anschluss an den ersten Anschlussbereich 14a geschweißt ist, kann der andere Anschluss in der X-Richtung angeordnet sein, was einen Schweißvorgang praktischerweise erleichtert.
  • Ein drittes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. 7 zeigt ein drittes Beispiel, bei dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das in dem Schaltbild gemäß 1 gezeigte Halbleitermodul SM bilden. 8 zeigt das dritte Beispiel und zeigt detailliert die Elemente, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild gemäß 1 dargestellt ist, sodass eine größere Anzahl von Elementen als in 7 angegeben ist. Auf 7 und 8 Bezug nehmend, werden, da ein Halbleitermodul 103 in dem dritten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform grundlegend Komponenten aufweist, die denen des Halbleitermoduls 101 in dem ersten Beispiel ähneln, die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt. Allerdings unterscheidet sich das Halbleitermodul 103 von dem Halbleitermodul 101 in der Form jedes Leadframes, was nachstehend beschrieben wird.
  • Jeder Leadframe des in 7 gezeigten Halbleitermoduls 103 weist eine ebene Form auf, die sich insgesamt ungefähr entlang der XY-Ebene erstreckt, ähnlich jedem Leadframe des in 2 gezeigten Halbleitermoduls 101. In 7 weist der erste Leadframe 14 allerdings eine derart gebogene Form auf, dass der erste Anschlussbereich 14a in der Y-Richtung die X-Richtung, in die der erste sich länger erstreckende Bereich 14c verläuft, kreuzend verläuft. Bei 7 weist außerdem der dritte Leadframe 16 eine derart gebogene Form auf, dass der dritte Anschlussbereich 16a in der Y-Richtung die X-Richtung, in die der dritte zugewandte Bereich 16d verläuft, kreuzend verläuft.
  • Der erste Anschlussbereich 14a verläuft von dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c zu der positiven Seite in der Y-Richtung, wohingegen der dritte Anschlussbereich 16a von dem dritten zugewandten Bereich 16d zu der negativen Seite in der Y-Richtung verläuft. Der erste Anschlussbereich 14a und der dritte Anschlussbereich 16a verlaufen somit in entgegengesetzte Richtungen. Dabei ist folglich der erste Anschlussbereich 14a ein Bereich, der so verläuft, dass er zu der positiven Seite in der Y-Richtung von dem Ende gebogen ist, welches der positiven Seite in der Y-Richtung des ersten sich länger erstreckenden Bereichs 14c in der Y-Richtung am nächsten ist.
  • Ein dritter Anschlussbereich 16a ist ein Bereich, der so verläuft, dass er zu der positiven Seite in der Y-Richtung von dem Ende gebogen ist, welches der negativen Seite in der Y-Richtung des dritten zugewandten Bereichs 16d in der Y-Richtung am nächsten ist. Das heißt, dass der erste Anschlussbereich 14a und der dritte Anschlussbereich 16a mit dem ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c und dem dritten zugewandten Bereich 16d nicht überlappen.
  • Da die elektrische Verbindung jedes Leadframes mit dem ersten Halbleiterelement C1 bzw. dem zweiten Halbleiterelement C2 in dem Halbleitermodul 103 der des Halbleitermoduls 101 ähnlich ist, wird deren Beschreibung weggelassen.
  • Die Funktion und Wirkung des Halbleitermoduls 103 in dem dritten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform werden nachstehen beschrieben. Das Halbleitermodul 103 erzielt die folgende Funktion und Wirkung zusätzlich zu der Wirkung der Verringerung von Streuinduktivität wie bei dem Halbleitermodul 101.
  • Im Vergleich zwischen 7 und 2 ersetzt das Ausbilden des ersten Leadframes 14 und des dritten Leadframes 16 wie in dem Halbleitermodul 103 den Bereich, der dem dritten sich länger erstreckenden Bereich 16c des dritten Leadframes 16 des Halbleitermoduls 101 entspricht, mit dem dritten zugewandten Bereich 16d. Das heißt, dass der dritte zugewandte Bereich 16d zu dem Ende auf der negativen Seite in der X-Richtung des ersten Leadframes 14 in dem Halbleitermodul 103 verläuft. Das Halbleitermodul 103 weist somit einen größeren Bereich des dritten zugewandten Bereichs 16d auf, in dem der dritte Leadframe 16 dem ersten Leadframe 14 zugewandt ist, als das Halbleitermodul 101. Folglich kann das Halbleitermodul 103 eine weiter verstärkte Wirkung des Begrenzens von Streuinduktivität aufweisen als das Halbleitermodul 101.
  • Ausführungsform 2
  • 9 zeigt einen Zustand, in dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das Halbleitermodul SM in der vorliegenden Ausführungsform bilden. 10 zeigt detailliert die Elemente, die das Halbleitermodul SM in der vorliegenden Ausführungsform bilden, sodass eine größere Anzahl von Elementen angegeben ist, als in 9. Auf 9 und 10 Bezug nehmend, weist ein Halbleitermodul 201 der vorliegenden Ausführungsform eine Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls SM in dem Schaltbild gemäß 1 auf, wie in dem Halbleitermodul in jedem Beispiel von Ausführungsform 1. Da das Halbleitermodul 201 der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich Komponenten aufweist, die denen des Hableitermoduls 101 in dem ersten Beispiel gemäß Ausführungsform 1 ähnlich sind, sind die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Allerdings unterscheidet sich das Halbleitermodul 201 von dem Halbleitermodul 101 in der Form jedes Leadframes, was nachstehend beschrieben wird.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der erste Leadframe 14 eine erste Fläche und eine zweite Fläche auf. Die erste Fläche ist eine Fläche, an der der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 einander zugewandt sind. Die zweite Fläche ist eine Fläche, an der der erste Leadframe 14 und der dritte Leadframe 16 einander zugewandt sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform überkreuzen die erste Fläche und die zweite Fläche einander. Das heißt, dass die erste Fläche und die zweite Fläche in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, sie beispielsweise orthogonal zueinander sind. Diesbezüglich unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform in ihrer Konfiguration von Ausführungsform 1, bei der die erste Fläche und die zweite Fläche in die gleiche Richtung ausgerichtet sind.
  • Genauer gesagt, weist der in 9 gezeigte erste Leadframe 14 Folgendes auf: einen ersten sich länger erstreckenden Bereich 14c, einen ersten gebogenen Bereich 14d und einen ersten sich kürzer erstreckenden Bereich 14e, die in ihrer Form denen des ersten Leadframes 14 gemäß 2 gleichen, sowie einen ersten Anschlussbereich 14a, ein erstes Anschlussloch 14b und einen ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereich 14f, die in ihrer Form denen des ersten Leadframes 14 gemäß 5 gleichen.
  • Der in 9 gezeigte dritte Leadframe 16 weist einen dritten Anschlussbereich 16a, ein drittes Anschlussloch 16b, eine dritte elektrische Verbindung 16e und einen dritten vertikal zugewandten Bereich 16f auf, die in ihrer Form denen des dritten Leadframes 16 gemäß 5 gleichen. Im Gegensatz dazu weist das erste Element des in 9 gezeigten zweiten Leadframes 13 grundsätzlich einen zweiten zugewandten Bereich 13d und eine zweite elektrische Verbindung 13e wie in Halbleitermodul 101 in dem ersten Beispiel der Ausführungsform 1 auf.
  • Jeder Leadframe der vorliegenden Ausführungsform weist eine Form auf, bei der jeder Leadframe des Halbleitermoduls 101 in dem ersten Beispiel der Ausführungsform 1 mit seinem entsprechenden Leadframe des Halbleitermoduls 102 in dem zweiten Beispiel der Ausführungsform 1 kombiniert ist. Bei dem ersten Leadframe 14 und dem zweiten Leadframe 13 sind somit die Hauptflächen des ersten sich länger erstreckenden Bereichs 14c und des zweiten zugewandten Bereichs 13d einander an der ersten Fläche zugewandt, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt wie in Halbleitermodul 101. Gegensätzlich dazu sind bei dem ersten Leadframe 14 und dem dritten Leadframe 16 die Hauptfläche des ersten sich vertikal länger erstreckenden Bereichs 14f und des dritten vertikal zugewandten Bereichs 16f einander an der zweiten Fläche zugewandt, die sich entlang der XZ-Ebene erstreckt wie in dem Halbleitermodul 102. Die erste Fläche und die zweite Fläche sind somit ungefähr orthogonal zueinander.
  • Da die elektrische Verbindung von jedem Leadframe mit dem ersten Halbleiterelement C1 bzw. dem zweiten Halbleiterelement C2 in dem Halbleitermodul 201 der des Halbleitermoduls 101 ähnlich ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen.
  • Die Funktion und Wirkung des Halbleitermoduls 201 in der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Das Halbleitermodul 201 erzielt die folgende Funktion und Wirkung zusätzlich zu der Wirkung des Verringerns von Streuinduktivität ähnlich zu dem Halbleiterelement 101.
  • Die erste Fläche, an der der erste Leadframe 14 dem zweiten Leadframe 13 zugewandt ist, und die zweite Fläche, an der der erste Leadframe 14 dem dritten Leadframe 16 zugewandt ist, sollen sich voneinander unterscheiden wie bei der vorliegenden Ausführungsform. Das führt zu einem Stromweg des zweiten Leadframes 13, der kürzer ist als der der Ausführungsform 1. Somit ist der Bereich des zweiten Leadframes 13, der ein Bereich ist, in dem eine Streuinduktivität auftreten kann, kleiner als der von Ausführungsform 1. Dementsprechend ist zu erwarten, dass die Wirkung der Verringerung von Streuinduktivität stärker als in Ausführungsform 1 verbessert werden kann.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform können sowohl der erste sich länger erstreckende Bereich 14c des ersten Leadframes 14 als auch der zweite zugewandte Bereich 13d des zweiten Leadframes 13 als auch der dritte vertikal zugewandte Bereich 16f des dritten Leadframes 16 so angeordnet werden, dass sie in der Y-Richtung parallel zueinander verlaufen. Die Länge des ersten Leadframes 14, der sich in die X-Richtung erstreckt, kann somit kleiner gefertigt werden als die der Ausführungsform 1, was zur Verkleinerung des gesamten Halbleitermoduls 201 führt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich ferner der erste Anschlussbereich 14a und der dritte Anschlussbereich 16a in die YZ-Richtung. Dementsprechend kann die Richtung, in die die Schraube verläuft, zur X-Richtung gemacht werden wie in dem Halbleitermodul 102, was einen Schraubvorgang und einen Schweißvorgang erleichtert.
  • Ausführungsform 3
  • 11 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Halbleitermoduls SM in einem ersten Beispiel der Ausführungsform 3. 12 zeigt eine Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls SM in einem zweiten Beispiel der Ausführungsform 3. Die Schaltungsanordnungen in dem ersten Beispiel und in dem zweiten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform werden zunächst beschrieben.
  • Auf 11 Bezug nehmend, werden, da die Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls SM in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform der Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls SM in Ausführungsform 1 gemäß 1 grundsätzlich ähnlich ist, die Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Allerdings unterscheidet sich das Halbleitermodul SM der vorliegenden Ausführungsform von dem der Ausführungsform 1 dahingehend, dass eine Vielzahl von Halbleiterelementen in jedem Arm parallelgeschaltet sind.
  • Bei dem Halbleitermodul SM in dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung sind Halbleiterelemente, die den unteren Arm bilden, der zwischen einem ersten Leadframe 14 und einem zweiten Leadframe 13 angeordnet ist, ein erstes Halbleiterelement C1 und ein drittes Halbleiterelement C3, die parallelgeschaltet sind. Außerdem sind bei dem Halbleitermodul SM Halbleiterelemente, die den oberen Arm bilden, der zwischen einem dritten Leadframe 16 und dem zweiten Leadframe 13 angeordnet ist, ein zweites Halbleiterelement C2 und ein viertes Halbleiterelement C4, die parallelgeschaltet sind. Jedes der Halbleiterelemente C1 bis C4 ist vorzugsweise, zum Beispiel, ein MOSFET wie in Ausführungsform 1. 11 zeigt ein Beispiel, bei dem sowohl im oberen Arm als auch im unteren Arm zwei Halbleiterelemente parallelgeschaltet sind.
  • Auf 12 Bezug nehmend, sind, obgleich die Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls SM in dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung derjenigen gemäß 11 grundsätzlich ähnlich ist, das erste Halbleiterelement C1 und das zweite Halbleiterelement C2 durch IGBTs ausgetauscht, und das dritte Halbleiterelement C3 und das vierte Hableiterelement C4 sind durch Schutzdioden ausgetauscht. Die vorstehend beschriebene Konfiguration kann angegeben sein oder es kann eine Konfiguration angegeben sein, bei der ein IGBT, ein MOSFET und eine Gleichrichterdiode in geeigneter Weise miteinander kombiniert sind.
  • 13 zeigt ein erstes Beispiel in einem Zustand, bei dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das in dem Schaltbild gemäß 11 gezeigte Halbleitermodul SM bilden. Auf 13 Bezug nehmend, sind die Leadframes, die das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 11 bilden, geformt und einander zugewandt, das heißt, sie überlappen einander wie bei den Leadframes des in 2 gezeigten Halbleitermoduls 101. Das heißt, dass jeder Leadframe ein plattenförmiger Verdrahtungsweg mit einer ebenen Form ist, die sich entlang der XY-Ebene erstreckt. Allerdings erstrecken sich ein erster sich länger erstreckender Bereich 14c, ein erster sich kürzer erstreckender Bereich 14e, ein zweiter zugewandter Bereich 13d und ein dritter zugewandter Bereich 16d in 13 jeweils länger in die X-Richtung als in 2. Dies führt zu einer Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Halbleiterelementen in jedem Arm parallelgeschaltet sein kann.
  • 14 zeigt ein erstes Beispiel und zeigt detailliert die Elemente, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild gemäß 11 gezeigt ist, sodass eine größere Anzahl von Elementen als in 13 angegeben ist. Auf 13 und 14 Bezug nehmend, da ein Halbleitermodul 301 in dem ersten Beispiel, das von dem Halbleitermodul SM gemäß 11 angegeben ist, grundsätzlich eine Konfiguration aufweist, die der des Halbleitermoduls 101 gemäß 3 ähnlich ist, werden die gleichen Komponenten von den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Bei dem Halbleitermodul 301 allerdings sind das erste Halbleiterelement C1 und das dritte Halbleiterelement C3, die den unteren Arm bilden, mit einem Abstand dazwischen in der X-Richtung an der oberen Fläche in der Z-Richtung des Metallmusters M1, das wie bei dem Halbleitermodul 101 angeordnet ist, parallelgeschaltet. In ähnlicher Weise sind bei dem Halbleitermodul 301 das zweite Halbleiterelement C2 und das vierte Halbleiterelement C4, die den oberen Arm bilden, mit einem Abstand dazwischen in der X-Richtung an der oberen Fläche in der Z-Richtung des Metallmusters M2, das wie in dem Halbleitermodul 101 angeordnet ist, parallelgeschaltet.
  • Das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 11 und das Halbleitermodul 301 in dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform gemäß 14 vergleichend und darauf Bezug nehmend, sind der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e, der sich an dem Ende auf der positiven Seite in der X-Richtung des ersten Leadframes 14 befindet, und das erste Halbleiterelement C1 mit dem Verbindungsmaterial G1 dazwischen direkt miteinander verbunden. Der erste sich kürzer erstreckende Bereich 14e und das dritte Halbleiterelement C3 sind mit einem Verbindungsmaterial G3 dazwischen direkt miteinander verbunden.
  • Also ist der erste Leadframe 14 mit dem ersten Halbleiterelement C1 und dem dritten Halbleiterelement C3 elektrisch verbunden. Ein Gate G des ersten Halbleiterelements C1 und ein Gate G des dritten Halbleiterelements C3 sind elektrisch miteinander verbunden. Außerdem sind eine Source S des ersten Halbleiterelements C1 und eine Source S des dritten Halbleiterelements C3 elektrisch miteinander verbunden.
  • Der zweite zugewandte Bereich 13d, der sich auf der negativen Seite in der X-Richtung des ersten Elements der zwei Elemente des zweiten Leadframes 13 befindet, und das zweite Halbleiterelement C2 sind mit dem Verbindungsmaterial G2 dazwischen direkt miteinander verbunden. Der zweite zugewandte Bereich 13d und das vierte Halbleiterelement C4 sind mit einem Verbindungsmaterial G4 dazwischen direkt miteinander verbunden. Folglich ist der erste Leadframe 14 mit dem zweiten Halbleierelement C2 und dem vierten Halbleiterelement C4 elektrisch verbunden. Ein Gate G des zweiten Halbleiterelements C2 und ein Gate G des vierten Halbleiterelements C4 sind elektrisch miteinander verbunden. Außerdem sind eine Source S des zweiten Halbleiterelements C2 und eine Source S des vierten Halbleiterelements C4 elektrisch miteinander verbunden.
  • Die vorstehend beschriebenen Verbindungsmaterialien G3 und G4 sind beispielsweise aus Lot gefertigt, wie die Verbindungsmaterialien G1 und G2. Jedes der Enden des zweiten gebogenen Bereichs 13c und einer zweiten elektrischen Verbindung 13e sind mit dem Metallmuster M1 mittels eines Verbindungsverfahrens A elektrisch verbunden. Eine elektrische Verbindung 16e ist mit dem Metallmuster M2 mittels des Verbindungsverfahrens A elektrisch verbunden.
  • Weiterhin in der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Leadframe 14 und der zweite Leadframe 13 abgedichtet, um von dem isolierenden Material 31 miteinander integriert zu sein. Folglich verläuft das isolierende Material 31 des Halbleitermoduls 301 in 14 in der X-Richtung länger als das isolierende Material 31 des Halbleitermoduls 101 in 3.
  • Wie bei dem Halbleitermodul 301 der 13 und 14 kann das Erstrecken jedes Leadframes in der X-Richtung die Schaltung des Halbleitermoduls SM in 11 ungeachtet der Anzahl von Chips eines Halbleiterelements bilden.
  • 15 zeigt ein zweites Beispiel des Zustands, in dem nur einige der Elemente extrahiert sind, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild gemäß 11 gezeigt ist. Auf 15 Bezug nehmend, weist jeder Leadframe in dem zweiten Beispiel grundsätzlich, zum Beispiel, eine Form auf, die der des in 13 gezeigten ersten Beispiels ähnlich ist. Allerdings weisen sowohl der erste Leadframe 14 als auch der zweite Leadframe 13 als auch der dritte Leadframe 16 in 15 eine größere Breite in der Y-Richtung und eine kleinere Länge in der X-Richtung auf als in 13. Bei 15 führt die größere Breite in der Y-Richtung zu einer Konfiguration, bei der in jedem Arm eine Vielzahl von Halbleiterelementen parallelgeschaltet werden kann.
  • 16 zeigt ein zweites Beispiel und zeigt detailliert die Elemente, die das Halbleitermodul SM bilden, das in dem Schaltbild gemäß 11 gezeigt ist, sodass eine größere Anzahl von Elementen angegeben ist als in 15. Auf 15 und 16 Bezug nehmend werden, da ein Halbleitermodul 302 des zweiten Beispiels, das von dem Halbleitermodul gemäß 11 angegeben ist, grundsätzlich Komponenten aufweist, die denen des Halbleitermoduls 301 gemäß 14 ähneln, die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Bei dem Halbleitermodul 302 sind allerdings das erste Halbleiterelement C1 und das dritte Halbleiterelement C3, die den unteren Arm bilden, mit einem Abstand dazwischen in der Y-Richtung an der oberen Fläche in der Z-Richtung des Metallmusters M1, das wie bei dem Halbleitermodul 301 angeordnet ist, parallelgeschaltet.
  • In ähnlicher Weise sind bei dem Halbleitermodul 302 das zweite Halbleiterelement C2 und das vierte Halbleiterelement C4, die den oberen Arm bilden, mit einem Abstand dazwischen in der Y-Richtung an der oberen Fläche in der Z-Richtung des Metallmusters M2, das wie bei dem Halbleitermodul 301 angeordnet ist, parallelgeschaltet. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das Halbleitermodul 302 in seiner Konfiguration von dem Halbleitermodul 301, bei dem eine Vielzahl von Halbleiterelementen, die den oberen Arm bilden, und eine Vielzahl von Halbleiterelementen, die den unteren Arm bilden, mit einem Abstand dazwischen in der X-Richtung parallelgeschaltet sind.
  • Eine Vielzahl von Halbleiterelementen, die jeden Arm bilden, in der Y-Richtung lang zu erstrecken, kann dazu führen, dass die Weglängen der Stromwege RN und RP, die jeweils durch einzelne Halbleiterelemente verlaufen, die entsprechende Arme bilden, wie bei dem Halbleitermodul 302 gemäß 15 und 16 ungefähr einander gleichen. Das kann die Differenz in der Strommenge zwischen den Stromwegen verringern, von denen jeder durch die jeweiligen Halbleiterelemente verläuft, die den jeweils entsprechenden Arm bilden.
  • Sich erstreckende Leadframes in der Y-Richtung wie bei dem Halbleitermodul 302 der 15 und 15, die sich entlang der XY-Ebene erstrecken, können die Schaltung des Halbleitermoduls SM der 11 ungeachtet der Anzahl von Chips eines Halbleiterelements bilden.
  • Obgleich nicht gezeigt, kann ein Halbleitermodul mit einer Konfiguration ausgebildet werden, bei der das Halbleitermodul 301 gemäß 14 und das Halbleitermodul 302 gemäß 16 miteinander kombiniert werden.
  • Obwohl 13 bis 16 das Beispiel des Halbleitermoduls SM in dem Schaltbild gemäß 11 zeigen, kann das Halbleitermodul SM in dem Schaltbild gemäß 12 auch wie in 13 bis 16 gezeigt ausgebildet sein. Der IGBT und die Schutzdiode sind, ebenfalls für diesen Fall, vertikale Dioden und weisen Elektroden an den Rückseiten der Chips auf. Somit sind das erste Halbleiterelement C1 und das dritte Halbleiterelement C3 mit dem Metallmuster M1 elektrisch verbunden.
  • Das zweite Halbleiterelement C2 und das vierte Halbleiterelement C4 sind mit dem Metallmuster M2 elektrisch verbunden. Folglich sind die erste elektrische Verbindung 13e und der zweite gebogene Bereich 13c mit dem ersten Halbleiterelement C1 und dem dritten Halbleiterelement C3 elektrisch verbunden. Und die dritte elektrische Verbindung 16e ist mit dem zweiten Halbleiterelement C2 und dem vierten Halbleiterelement C4 elektrisch verbunden.
  • Ausführungsform 4
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Halbleitervorrichtungen gemäß den Ausführungsformen 1 bis 3 in einem Leistungswandler verwendet. Obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf einen spezifischen Leistungswandler beschränkt ist, wird nachstehend als Ausführungsform 4 der Fall beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen dreiphasigen Inverter angewendet wird.
  • 17 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Leistungswandler-Systems zeigt, bei dem der Leistungswandler gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Das in 17 gezeigte Leistungswandler-System weist eine Stromversorgung 1000, einen Leistungswandler 2000 und eine Last 3000 auf. Die Stromversorgung 1000 ist eine Gleichstromversorgung und versorgt den Leistungswandler 2000 mit Gleichstrom. Die Stromversorgung 1000 kann aus beliebigen von diversen Komponenten konfiguriert sein.
  • Beispielsweise kann die Stromversorgung 1000 als ein Gleichstromsystem, eine Solarzelle oder einem Akku konfiguriert sein oder kann als eine Gleichrichterschaltung oder als ein AC/DC-Wandler konfiguriert sein, der an ein Wechselstromsystem angeschlossen ist. Alternativ kann die Stromversorgung 1000 als ein DC/DC-Wandler konfiguriert sein, der Gleichstromausgabe von dem Gleichstromsystem in voreingestellte Leistung umwandelt.
  • Der Leistungswandler 2000 ist ein dreiphasiger Inverter, der zwischen der Stromversorgung 1000 und der Last 3000 angeschlossen ist. Der Leistungswandler 2000 wandelt Gleichstrom, der von der Stromversorgung 1000 bereitgestellt wird, in Wechselstrom um und liefert den Wechselstrom an die Last 3000. Der Leistungswandler 2000 weist eine Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 auf, die eingegebenen Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und den Wechselstrom ausgibt, sowie eine Steuerschaltung 2030, die ein Steuersignal zum Steuern der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 an die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 ausgibt, wie in 17 gezeigt.
  • Die Last 3000 ist ein dreiphasiger elektrischer Motor, der von dem Wechselstrom angetrieben wird, der von dem Leistungswandler 2000 bereitgestellt wird. Die Last 3000 ist nicht auf eine bestimmte Verwendung beschränkt und ist ein elektrischer Motor, der in diversen Typen von elektrischen Vorrichtungen angebracht ist und der als ein elektrischer Motor für ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Schienenfahrzeug, einen Aufzug oder eine Klimaanlage verwendet werden kann.
  • Die Details des Leistungswandlers 2000 werden nachstehend beschrieben. Die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 weist ein Schaltelement (nicht gezeigt) sowie eine Schutzdiode (nicht gezeigt) auf. Durch das Schalten des Schaltelements wandelt die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 den Gleichstrom, der von der Stromversorgung 1000 bereitgestellt wird, in Wechselstrom um und liefert den Wechselstrom an die Last 3000. Obgleich die spezifischen Konfigurationen der Haupt-Umwandungsschaltung 2010 von diversen Typen sind, ist die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zwei-Pegel-drei-Phasen-Vollbrückenschaltung und kann aus sechs Schaltelementen und sechs Schutzdioden bestehen, von denen jede mit einem entsprechenden der sechs Schaltelemente nicht-parallelgeschaltet ist.
  • Mindestens ein Exemplar von den Schaltelementen und den Schutzdioden der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 ist aus einem Halbleitermodul 2020 gebildet, das dem Halbleitermodul SM in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 entspricht. Die sechs Schaltelemente sind für jedes zweite Schaltelement in Reihe geschaltet, um obere und untere Arme auszubilden. Die oberen und unteren Arme bilden jede Phase (U-Phase, V-Phase, W-Phase) der Vollbrückenschaltung. Die entsprechenden Ausgabeanschlüsse der oberen und unteren Arme, das heißt, drei Ausgabeanschlüsse der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010, sind mit der Last 3000 verbunden.
  • Die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 weist eine Treiberschaltung (nicht gezeigt) auf, die zumindest ein beliebiges Exemplar von den Schaltelementen und den Schutzdioden (auf die nachstehend als (jedes) Schaltelement Bezug genommen wird) ansteuert. Alternativ kann die Treiberschaltung in das Halbleitermodul 2020 eingebaut sein. Oder die Treiberschaltung kann separat von dem Halbleitermodul 2020 angegeben sein. Die Treiberschaltung erzeugt ein Ansteuerungssignal zum Ansteuern des Schaltelements der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 und liefert das Ansteuerungssignal an eine Steuerelektrode des Schaltelements der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010.
  • Genauer gesagt, es gibt die Treiberschaltung ein Ansteuerungssignal zum Einschalten des Schaltelements und ein Ansteuerungssignal zum Ausschalten des Schaltelements an die Steuerelektrode jedes Schaltelements gemäß dem Steuersignal von der Steuerschaltung 2030 aus. Wenn das Schaltelement eingeschaltet bleibt, ist das Ansteuerungssignal ein Spannungssignal (EIN-Signal), das größer oder gleich der Schwellenspannung des Schaltelements ist. Wenn das Schaltelement ausgeschaltet bleibt, ist das Ansteuerungssignal ein Spannungssignal (AUS-Signal), das niedriger oder gleich der Schwelle des Schaltelements ist.
  • Die Steuerschaltung 2030 steuert das Schaltelement der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 so, dass eine gewünschte Strommenge an die Last 3000 geliefert wird. Genauer gesagt, es berechnet die Steuerschaltung 2030 basierend auf dem Strom, mit dem die Last 3000 zu versorgen ist, einen Zeitraum (Einschalt-Zeit), in dem jedes Schaltelement der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 einzuschalten ist. Beispielsweise kann die Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 mittels PWM-Steuerung gesteuert werden, wobei die Einschalt-Zeit des Schaltelements gemäß der auszugebenden Spannung moduliert wird.
  • Dann gibt die Steuerschaltung 2030 einen Steuerbefehl (ein Steuersignal) an die Treiberschaltung der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 so aus, dass zu jedem Zeitpunkt das Ein-Signal an das einzuschaltende Schaltelement ausgegeben wird und das Aus-Signal an das auszuschaltende Schaltelement ausgegeben wird. Die Treiberschaltung gibt das Ein-Signal oder das Aus-Signal als Ansteuerungssignal an die Steuerelektrode jedes Schaltelements gemäß dem Steuersignal aus.
  • Da die Leistungsmodule gemäß den Ausführungsformen 1 bis 3 als Schaltelemente und Schutzdioden der Haupt-Umwandlungsschaltung 2010 in dem Leistungswandler gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, kann eine Wirkung der Begrenzung von Streuinduktivität oder jede andere Wirkung erzielt werden.
  • Obgleich die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel beschreibt, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen Zwei-Pegel-drei-Phasen-Inverter angewendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern ist bei diversen Leistungswandlern verwendbar. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Zwei-Pegel-Leistungswandler verwendet wird, kann auch ein Drei-Pegel- oder Mehr-Pegel-Leistungswandler verwendet werden. Oder die vorliegende Erfindung ist bei einem Ein-Pegel-Inverter verwendbar, wenn eine einphasige Last mit Strom versorgt wird. Alternativ ist die vorliegende Erfindung, wenn eine Gleichstromlast oder dergleichen mit Strom versorgt wird, bei einem DC/DC-Wandler oder einen AC/DC-Wandler verwendbar.
  • Der Leistungswandler, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist nicht auf den Fall beschränkt, bei dem die vorstehend beschriebene Last, wie zuvor beschrieben, ein elektrischer Motor ist, sondern kann auch als eine Stromversorgungsvorrichtung einer Entladungsvorrichtung oder einer Laserstrahlvorrichtung oder eines dielektrischen Heizutensils oder eines kontaktlosen Leistungszuführungssystems verwendet werden. Er kann ferner als ein Leistungskonditionierer eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems, eines Energiespeichersystems oder irgendeines anderen Systems verwendet werden.
  • Die in den Beispielen der vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale können in geeigneter Kombination innerhalb des Bereichs, in dem keine technischen Widersprüche auftreten, verwendet werden.
  • Die hier offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur veranschaulichend und nicht-beschränkend. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 13
    zweiter Leadframe
    13a
    zweiter Anschlussbereich
    13b
    zweites Anschlussloch
    13c
    zweiter gebogener Bereich
    13d
    zweiter zugewandter Bereich
    13e
    zweite elektrische Verbindung
    13f
    zweiter vertikal zugewandter Bereich
    13g
    zweiter sich horizontal länger erstreckender Bereich
    13h
    zweiter sich horizontal kürzer erstreckender Bereich
    14
    erster Leadframe
    14a
    erster Anschlussbereich
    14b
    erstes Anschlussloch
    14c
    erster sich länger erstreckender Bereich
    14d
    erster gebogener Bereich
    14e
    erster sich kürzer erstreckender Bereich
    14f
    erster sich vertikal länger erstreckender Bereich
    14g
    erster sich horizontal länger erstreckende Bereich
    16
    dritter Leadframe
    16a
    dritter Anschlussbereich
    16b
    drittes Anschlussloch
    16c
    dritter sich länger erstreckender Bereich
    16d
    dritter zugewandter Bereich
    16e, 16g
    dritte elektrische Verbindung
    16f
    dritter vertikal zugewandter Bereich
    21, 22
    Keramikplatte
    31
    isolierendes Material
    32
    Abdichtungsmaterial
    101, 102
    Halbleitermodul
    103, 201
    Halbleitermodul
    301, 302
    Halbleitermodul
    SM
    Halbleitermodul
    C1
    erstes Halbleiterelement
    C2
    zweites Halbleiterelement
    G1, G2
    Verbindungsmaterial
    G3, G4
    Verbindungsmaterial
    M1, M2
    Metallmuster

Claims (6)

  1. Halbleitermodul, das Folgendes aufweist: - einen ersten Leadframe (14) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein erstes Potential angelegt wird; - einen zweiten Leadframe (13) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, der einen Ausgangsanschluss aufweist; - einen dritten Leadframe (16) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein zweites Potential angelegt wird, das sich von dem ersten Potential unterscheidet; - ein isolierendes Material (31), das den ersten und zweiten Leadframe (14, 13) so abdichtet, dass der erste und zweite Leadframe (14, 13) zumindest teilweise miteinander integriert sind; - ein erstes Halbleiterelement (C1), das mit einem Verbindungsmaterial (G1) dazwischen direkt mit dem ersten Leadframe (14) verbunden ist; und - ein zweites Halbleiterelement (C2), das mit einem weiteren Verbindungsmaterial (G2) dazwischen direkt mit dem zweiten Leadframe (13) verbunden ist, - wobei der zweite Leadframe (13) und der dritte Leadframe (16) einer identischen Fläche des ersten Leadframes (14) zugewandt sind, wobei sie in Draufsicht betrachtet nebeneinander angeordnet sind, und wobei der erste Leadframe (14) und der zweite Leadframe (13) mit dem isolierenden Material (31) dazwischen einander zugewandt sind, und wobei das Verbindungsmaterial (G1, G2) Lot ist, wobei das isolierende Material (31) ein Harzmaterial ist, und wobei das Harzmaterial einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der Schmelzpunkt des Lots.
  2. Halbleitermodul gemäß Anspruch 1, wobei der dritte Leadframe (16) mit einer positiven Seite eines Glättungskondensators (C) elektrisch verbunden ist, der extern angeordnet ist.
  3. Halbleitermodul gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der dritte Leadframe (16) mit dem isolierenden Material (31) so abgedichtet ist, dass er mit dem ersten und zweiten Leadframe (14 13) zumindest teilweise integriert ist; und wobei der dritte Leadframe (16) mit dem isolierenden Material (31) dazwischen dem ersten Leadframe (14) zugewandt ist.
  4. Halbleitermodul, das Folgendes aufweist: - einen ersten Leadframe (14) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein erstes Potential angelegt wird; - einen zweiten Leadframe (13) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, der einen Ausgangsanschluss aufweist; - einen dritten Leadframe (16) als einen plattenförmigen Verdrahtungsweg, an den ein zweites Potential angelegt wird, das sich von dem ersten Potential unterscheidet; - ein isolierendes Material (31), das den ersten und zweiten Leadframe (14, 13) so abdichtet, dass der erste und zweite Leadframe (14, 13) zumindest teilweise miteinander integriert sind; - ein erstes Halbleiterelement (C1), das mit einem Verbindungsmaterial (G1) dazwischen direkt mit dem ersten Leadframe (14) verbunden ist; und - ein zweites Halbleiterelement (C2), das mit einem weiteren Verbindungsmaterial (G2) dazwischen direkt mit dem zweiten Leadframe (13) verbunden ist, wobei - der zweite Leadframe (13) und der dritte Leadframe (16) einer identischen Fläche des ersten Leadframes (14) zugewandt sind, - der erste Leadframe (14) und der zweite Leadframe (13) mit dem isolierenden Material (31) dazwischen einander zugewandt sind, - der dritte Leadframe (16) mit dem isolierenden Material (31) so abgedichtet ist, dass er mit dem ersten und zweiten Leadframe (14, 13) zumindest teilweise integriert ist, - der dritte Leadframe (16) mit dem isolierenden Material (31) dazwischen dem ersten Leadframe (14) zugewandt ist, wobei der erste Leadframe (14) Folgendes aufweist: eine erste Fläche, die dem zweiten Leadframe (13) zugewandt ist, und eine zweite Fläche, die dem dritten Leadframe (14) zugewandt ist, und wobei die erste Fläche und die zweite Fläche einander überschneiden, und wobei das Verbindungsmaterial (G1, G2) Lot ist, wobei das isolierende Material (31) ein Harzmaterial ist, und wobei das Harzmaterial einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als der Schmelzpunkt des Lots.
  5. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner ein Abdichtungsmaterial (32) aufweist, das zumindest einen Teil des ersten Leadframes (14), zumindest einen Teil des zweiten Leadframes (13), zumindest einen Teil des dritten Leadframes (16), das isolierende Material (31) und das erste und zweite Halbleiterelement (C1, C2) abdichtet, und wobei das Abdichtungsmaterial (32) aus einem Material gefertigt ist, das sich von dem isolierenden Material (31) unterscheidet.
  6. Leistungswandler (2000), der Folgendes aufweist: - eine Haupt-Umwandlungsschaltung (2010), um eingegebenen Strom umzuwandeln und den umgewandelten Strom auszugeben, wobei die Haupt-Umwandlungsschaltung (2010) ein Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist; und - eine Steuerschaltung (2030), um ein Steuersignal zum Steuern der Haupt-Umwandlungsschaltung (2010) an die Haupt-Umwandlungsschaltung (2010) auszugeben.
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