DE112018007723T5 - Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung - Google Patents

Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112018007723T5
DE112018007723T5 DE112018007723.3T DE112018007723T DE112018007723T5 DE 112018007723 T5 DE112018007723 T5 DE 112018007723T5 DE 112018007723 T DE112018007723 T DE 112018007723T DE 112018007723 T5 DE112018007723 T5 DE 112018007723T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
insulating substrate
circuit pattern
conductive circuit
stress relaxation
semiconductor module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112018007723.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Yusuke KAJI
Hisayuki Taki
Seiki Hiramatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112018007723T5 publication Critical patent/DE112018007723T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/049—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads being perpendicular to the base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5385—Assembly of a plurality of insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/564—Details not otherwise provided for, e.g. protection against moisture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48155—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48175—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562—Protection against mechanical damage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10254—Diamond [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1027—IV
    • H01L2924/10272—Silicon Carbide [SiC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1032—III-V
    • H01L2924/1033—Gallium nitride [GaN]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1811—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1815—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Landscapes

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

Abstract

Ein Leistungshalbleitermodul (1) weist Folgendes auf ein isolierendes Substrat (11), ein erstes leitendes Schaltungsmuster (13), ein zweites leitendes Schaltungsmuster (14), eine erste Halbleitervorrichtung (20), eine zweite Halbleitervorrichtung (21), ein Dichtungselement (40) und eine erste Sperrschicht (50). Das Dichtungselement (40) dichtet die erste Halbleitervorrichtung (20), die zweite Halbleitervorrichtung (21), das erste leitende Schaltungsmuster (13) und das zweite leitende Schaltungsmuster (14) ab. Zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht (50) und dem Dichtungselement (40) besitzt einen ersten Spannungsrelaxationsbereich (53). Diese Konfiguration verbessert die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls (1).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leistungshalbleitermodul sowie eine Leistungswandlervorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Die WO 2014/128899 (PTL 1) offenbart eine Halbleiterausrüstung mit einer Vielzahl von Halbleitervorrichtungen, einem Substrat, an dem die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen angebracht ist, und einem Harz, das das Substrat und die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen abdichtet. Die Halbleitervorrichtungen und das Substrat sind teilweise mit einer Glasschicht bedeckt, das Vanadium und Tellur enthält. Die Glasschicht verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit zu den Halbleitervorrichtungen und anderen Komponenten.
  • LITERATURVERZEICHNIS
  • PATENTLITERATUR
  • PTL 1: WO 2014/128899 A1
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Während des Betriebs oder bei einer Änderung der Umgebungstemperatur verformt sich jedoch die in der PTL 1 offenbarte Halbleiterausrüstung. Dies führt zu Spannungen an der Glasschicht und verursacht Risse in der Glasschicht. Die Risse in der Glasschicht lassen Feuchtigkeit und Gas durch, so dass die Zuverlässigkeit der Halbleiterausrüstung verringert wird. Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben genannte Problem konzipiert. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Angabe eines Leistungshalbleitermoduls und einer Leistungswandlervorrichtung mit verbesserter Zuverlässigkeit.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Ein Leistungshalbleitermodul gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ein isolierendes Substrat, ein erstes leitendes Schaltungsmuster, ein zweites leitendes Schaltungsmuster, eine erste Halbleitervorrichtung eine zweite Halbleitervorrichtung ein Dichtungselement und eine erste Sperrschicht. Das isolierende Substrat besitzt eine erste Hauptfläche. Das erste leitende Schaltungsmuster ist an der ersten Hauptfläche angeordnet. Das zweite leitende Schaltungsmuster ist an der ersten Hauptfläche angeordnet. Das zweite leitende Schaltungsmuster ist von dem ersten leitenden Schaltungsmuster durch eine erste Lücke getrennt. Die erste Halbleitervorrichtung ist mit dem ersten leitenden Schaltungsmuster verbunden. Die zweite Halbleitervorrichtung ist mit dem zweiten leitenden Schaltungsmuster verbunden.
  • Das Dichtungselement dichtet die erste Halbleitervorrichtung, die zweite Halbleitervorrichtung, das erste leitende Schaltungsmuster und das zweite leitende Schaltungsmuster ab. Die erste Sperrschicht ist an der dem isolierenden Substrat in Bezug auf die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die erste Sperrschicht ist an oder in dem Dichtungselement angeordnet. Zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht und dem Dichtungselement enthält einen ersten Spannungsrelaxationsbereich.
  • Eine Leistungswandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Hauptwandlerschaltung und eine Steuerschaltung auf Die Hauptwandlerschaltung enthält ein Leistungshalbleitermodul gemäß der vorliegenden Erfindung und ist so konfiguriert, dass sie Eingangsleistung umwandelt und die umgewandelte Leistung ausgibt. Die Steuerschaltung ist so konfiguriert, dass sie ein Steuersignal an die Hauptwandlerschaltung zum Steuern der Hauptwandlerschaltung ausgibt.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul und bei der Leistungswandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung verhindert oder reduziert die erste Sperrschicht das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der ersten Halbleitervorrichtung, der zweiten Halbleitervorrichtung, dem ersten leitenden Schaltungsmuster, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster und dem isolierenden Substrat. Der erste Spannungsrelaxationsbereich reduziert die Spannung an der ersten Sperrschicht, die durch die Verformung des Leistungshalb leitermoduls verursacht wird, und verhindert Rissbildungen oder Brüche bei der ersten Sperrschicht. Das Leistungshalbleitermodul der vorliegenden Erfindung bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Draufsicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 1.
    • 2 ist eine vergrößerte schematische Teilquerschnittsansicht des Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 1, aufgenommen entlang der Schnittlinie II-II in 1.
    • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer ersten Variante der Ausführungsform 1.
    • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer zweiten Variante der Ausführungsform 1.
    • 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls entsprechend einer dritten Variante der Ausführungsform 1.
    • 6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls entsprechend der Ausführungsform 2.
    • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 3.
    • 8 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer Variante der Ausführungsform 3.
    • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 4.
    • 10 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 5.
    • 11 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer Variante der Ausführungsform 5.
    • 12 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 6.
    • 13 ist eine schematische Draufsicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 7.
    • 14 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 7, aufgenommen entlang der Schnittlinie XIV-XIV in 13.
    • 15 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß einer ersten Variante der Ausführungsform 7.
    • 16 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls entsprechend einer zweiten Variante der Ausführungsform 7.
    • 17 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls entsprechend der Ausführungsform 8.
    • 18 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Leistungshalbleitermoduls gemäß Ausführungsform 9.
    • 19 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Leistungsumwandlungssystems gemäß Ausführungsform 10 zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben. Gleiche Teile werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung solcher Teile wird nicht wiederholt.
  • Ausführungsform 1
  • Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1 weist im Wesentlichen Folgendes auf ein isolierendes Substrat 11, ein erstes leitendes Schaltungsmuster 13, ein zweites leitendes Schaltungsmuster 14, eine erste Halbleitervorrichtung 20, eine zweite Halbleitervorrichtung 21, ein Dichtungselement 40 und eine erste Sperrschicht 50. Das Leistungshalbleitermodul 1 kann ferner ein Gehäuse 30 aufweisen. Das Leistungshalbleitermodul 1 kann ferner ein drittes leitendes Schaltungsmuster 13b, ein viertes leitendes Schaltungsmuster 14b, eine dritte Halbleitervorrichtung 20b und eine vierte Halbleitervorrichtung 21b aufweisen.
  • Das isolierende Substrat 11 erstreckt sich in einer ersten Richtung (x-Richtung) und in einer zweiten Richtung (y-Richtung) senkrecht zu der ersten Richtung. Das isolierende Substrat 11 hat eine erste Hauptfläche 11m und eine zweite Hauptfläche 11n gegenüber von der ersten Hauptfläche 11m. Das isolierende Substrat 11 kann ein erstes isolierendes Substratsegment 11a und ein zweites isolierendes Substratsegment 11b aufweisen. Das zweite isolierende Substratsegment 11b ist von dem ersten isolierenden Substratsegment 11a durch eine zweite Lücke 12 in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt.
  • Die zweite Lücke 12 kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der ersten Richtung (x-Richtung) befinden. Wie hier angegeben, bezieht sich der mittlere Bereich des Leistungshalbleitermoduls in der ersten Richtung (x-Richtung) auf den mittleren Bereich der drei Bereiche, wenn das Leistungshalbleitermodul entlang der ersten Richtung (x-Richtung) dreigeteilt wird.
  • Das isolierende Substrat 11 kann ferner ein drittes isolierendes Substratsegment 11c und ein viertes isolierendes Substratsegment 11d aufweisen. Das dritte isolierende Substratsegment 11c ist von dem ersten isolierenden Substratsegment 11a durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der zweiten Richtung (y-Richtung) befinden. Wie hier verwendet, bezieht sich der mittlere Bereich des Leistungshalbleitermoduls in der zweiten Richtung (y-Richtung) auf den mittleren Bereich der drei Bereiche, wenn das Leistungshalbleitermodul entlang der zweiten Richtung (y-Richtung) dreigeteilt wird.
  • Das vierte isolierende Substratsegment 11d ist von dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der zweiten Richtung (y-Richtung) befinden. Das vierte isolierende Substratsegment 11d ist von dem dritten isolierenden Substratsegment 11c durch eine Lücke in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der ersten Richtung (x-Richtung) befinden.
  • Das isolierende Substrat 11 kann aus einem anorganischen keramischen Material, wie z.B. Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AIN), Siliciumnitrid (Si3N4), Siliciumdioxid (SiO2) oder Bornitrid (BN) bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt. Das isolierende Substrat 11 kann aus einem Harzmaterial bestehen, in dem zumindest eines von Feinkorn und Füllstoff dispergiert ist.
  • Zumindest ein Material von Feinkorn und Füllstoff kann aus einem anorganischen Keramikmaterial bestehen, wie etwa Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AIN), Siliciumnitrid (Si3N4), Siliciumdioxid (SiO2), Bornitrid (BN), Diamant (C), Siliciumcarbid (SiC) oder Boroxid (B2O3); oder es kann aus einem Harzmaterial bestehen,, wie etwa Silikon- oder Acrylharz. Das Harz mit zumindest einem Material von dispergiertem Feinkorn und Füllstoff hat elektrisch isolierende Eigenschaften. Das Harz mit zumindest einem Material von Feinkorn und Füllstoff in dispergierter Form kann aus Epoxidharz, Polyimidharz, Silikonharz oder Acrylharz bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Das erste leitende Schaltungsmuster 13 ist an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Insbesondere kann das erste leitende Schaltungsmuster 13 an dem ersten isolierenden Substratsegment 11a angeordnet werden. Das zweite leitende Schaltungsmuster 14 wird an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Das zweite leitende Schaltungsmuster 14 ist von dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 durch eine erste Lücke 17 in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt. Die erste Lücke 17 kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der ersten Richtung (x-Richtung) befinden. Insbesondere kann das zweite leitende Schaltungsmuster 14 an dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b angeordnet werden. Sowohl das erste leitende Schaltungsmuster 13 als auch das zweite leitende Schaltungsmuster 14 kann aus einem Metallmaterial, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Das dritte leitende Schaltungsmuster 13b ist an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Insbesondere kann das dritte leitende Schaltungsmuster 13b an dem dritten isolierenden Substratsegment 11c angeordnet werden. Das dritte leitende Schaltungsmuster 13b ist von dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der zweiten Richtung (y-Richtung) befinden.
  • Das vierte leitende Schaltungsmuster 14b ist an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Insbesondere kann das vierte leitende Schaltungsmuster 14b an dem vierten isolierenden Substratsegment 11d angeordnet werden. Das vierte leitende Schaltungsmuster 14b ist von dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der zweiten Richtung (y-Richtung) befinden.
  • Das vierte leitende Schaltungsmuster 14b ist von dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b durch eine Lücke in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt. Die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1 in der ersten Richtung (x-Richtung) befinden. Sowohl das dritte leitende Schaltungsmuster 13b als auch das vierte leitende Schaltungsmuster 14b können aus einem Metallmaterial, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, bestehen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Ein erstes leitendes Element 15 ist an der zweiten Hauptfläche 11n angeordnet. Insbesondere kann das erste leitende Element 15 an dem ersten isolierenden Substratsegment 11a angeordnet werden. Ein zweites leitendes Element 16 ist an der zweiten Hauptfläche 11n angeordnet. Das zweite leitende Element 16 ist von dem ersten leitenden Element 15 durch eine Lücke in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt. Insbesondere ist das zweite leitende Element 16 an dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b angeordnet. Sowohl das erste leitende Element 15 als auch das zweite leitende Element 16 können aus einem Metallmaterial, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, bestehen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Ein drittes leitendes Element (nicht abgebildet) ist an der zweiten Hauptfläche 11n angeordnet. Insbesondere kann das dritte leitende Element an einem dritten isolierenden Substratsegment 11c angeordnet sein. Das dritte leitende Element ist von dem ersten leitenden Element 15 durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt. Ein viertes leitendes Element (nicht abgebildet) ist an der zweiten Hauptfläche 11n angeordnet. Das vierte leitende Element ist von dem zweiten leitenden Element 16 durch eine Lücke in der zweiten Richtung (y-Richtung) getrennt.
  • Das vierte leitende Element ist von dem dritten leitenden Element durch eine Lücke in der ersten Richtung (x-Richtung) getrennt. Insbesondere kann das vierte leitende Element an dem vierten isolierenden Substratsegment 11d angeordnet werden. Sowohl das dritte leitende Element als auch das vierte leitende Element können aus einem Metallmaterial, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, bestehen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Jede von der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, der dritten Halbleitervorrichtung 20b und der vierten Halbleitervorrichtung 21b kann eine Leistungshalbleitervorrichtung sein, wie z.B. ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET); oder kann eine Diode sein, wie z.B. eine Freilaufdiode.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, die dritte Halbleitervorrichtung 20b und die vierte Halbleitervorrichtung 21b können jeweils aus Silicium (Si) oder aus einem Halbleitermaterial mit breiter Bandlücke, wie etwa Siliciumcarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN) oder Diamant bestehen. Die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, die dritte Halbleitervorrichtung 20b und die vierte Halbleitervorrichtung 21b können vom Typ und vom Material her gleich oder voneinander verschieden sein.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 20 und die zweite Halbleitervorrichtung 21 sind entlang der ersten Richtung (x-Richtung) ausgerichtet. Die dritte Halbleitervorrichtung 20b und die vierte Halbleitervorrichtung 21b sind entlang der ersten Richtung (x-Richtung) ausgerichtet. Die erste Halbleitervorrichtung 20 und die dritte Halbleitervorrichtung 20b sind entlang der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet. Die zweite Halbleitervorrichtung 21 und vierte Halbleitervorrichtung 21b sind entlang der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet.
  • Die Vielzahl der Halbleitervorrichtungen, obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform in zwei Reihen entlang der ersten Richtung (x-Richtung) ausgerichtet, kann auch in drei oder mehr Reihen entlang der ersten Richtung (x-Richtung) ausgerichtet sein. Die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen kann, obwohl sie bei der vorliegenden Ausführungsform in zwei Spalten entlang der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind, in einer oder mehreren Spalten entlang der ersten Richtung (x-Richtung) ausgerichtet sein.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 20 ist mit dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 unter Verwendung eines leitenden Verbindungselements 23, wie z.B. Lot, verbunden. Die zweite Halbleitervorrichtung 21 ist mit einem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 unter Verwendung eines leitenden Verbindungselements 24, z.B. Lot, verbunden. Die dritte Halbleitervorrichtung 20b ist mit einem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b unter Verwendung eines leitenden Verbindungselements (nicht abgebildet), wie z.B. Lot, verbunden. Die vierte Halbleitervorrichtung 21b ist mit einem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b unter Verwendung eines leitenden Verbindungselements (nicht gezeigt), wie z.B. Lot, verbunden.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 20 ist über leitende Drähte 26 und das erste leitende Schaltungsmuster 13 elektrisch mit einem Leitungsanschluss 35 verbunden. Die zweite Halbleitervorrichtung 21 ist elektrisch über leitende Drähte 27 und ein zweites leitendes Schaltungsmuster 14 mit der ersten Halbleitervorrichtung 20 verbunden. Die zweite Halbleitervorrichtung 21 ist elektrisch mit einem Leitungsanschluss 36 über leitende Drähte 28 verbunden.
  • Die dritte Halbleitervorrichtung 20b ist elektrisch über leitende Drähte 26b und ein drittes leitendes Schaltungsmuster 13b mit einem Leitungsanschluss 35b verbunden. Die vierte Halbleitervorrichtung 21b ist elektrisch über leitende Drähte 27b und ein viertes leitendes Schaltungsmuster 14b mit einer dritten Halbleitervorrichtung 20b verbunden. Die vierte Halbleitervorrichtung 21b ist elektrisch mit einem Leitungsanschluss 36b über leitende Drähte 28b verbunden.
  • Das Dichtungselement 40 dichtet die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, das erste leitende Schaltungsmuster 13, das zweite leitende Schaltungsmuster 14 und die leitenden Drähte 26, 27, 28 ab. Das Dichtungselement 40 hat elektrisch isolierende Eigenschaften. Das Dichtungselement 40 kann ferner das isolierende Substrat 11 abdichten. Das Dichtungselement 40 kann ferner das erste leitende Element 15 und das zweite leitende Element 16 abdichten. Das Dichtungselement 40 kann ferner das dritte leitende Schaltungsmuster 13b, das vierte leitende Schaltungsmuster 14b und die leitenden Drähte 26b, 27b, 28b abdichten. Das Dichtungselement 40 kann ferner das dritte leitende Element (nicht abgebildet) und das vierte leitende Element (nicht abgebildet) abdichten.
  • Das Dichtungselement 40 kann aus einem isolierenden Harz bestehen, wie z.B. Epoxidharz, Silikonharz, Urethanharz, Polyimidharz, Polyamidharz oder Acrylharz. Das Dichtungselement 40 kann aus einem isolierenden Harzmaterial mit dispergiertem Feinkorn oder Füllstoff bestehen, das die Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Dichtungselements 40 verbessert. Das Feinkorn oder der Füllstoff, der die Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Dichtungselements 40 verbessert, kann aus einem anorganischen Keramikmaterial bestehen, wie z.B. Siliciumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN), Bornitrid (BN), Siliciumnitrid (Si3N4), Diamant (C), Siliciumcarbid (SiC) oder Boroxid (B2O3).
  • Das Gehäuse 30 kann eine Grundplatte 31, eine Umhüllung 32 und Leitungsanschlüsse 35, 35b, 36, 36b aufweisen. Die Grundplatte 31 ist an der gegenüberliegenden Seite der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21 in Bezug auf das isolierende Substrat 11 angeordnet. Die Grundplatte 31 kann aus einem Metallmaterial, wie etwa Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Grundplatte 31 kann aus einer Legierung aus Aluminium und Siliciumcarbid (AlSiC) oder einer Legierung aus Kupfer und Molybdän (CuMo) bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Grundplatte 31 kann aus einem organischen Material, wie z.B. Epoxidharz, Polyimidharz, Acrylharz oder Polyphenylensulfid (PPS)-Harz bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Das isolierende Substrat 11 ist mit der Grundplatte 31 verbunden. Insbesondere kann das erste isolierende Substratsegment 11a über das erste leitende Element 15 und eine Verbindungsschicht 38 mit der Grundplatte 31 verbunden sein. Das zweite isolierende Substratsegment 11b kann über ein zweites leitendes Element 16 und eine Verbindungsschicht 39 mit der Grundplatte 31 verbunden sein. Das dritte isolierende Substratsegment 11c kann über das dritte leitende Element (nicht abgebildet) und eine Verbindungsschicht (nicht abgebildet) mit der Grundplatte 31 verbunden sein.
  • Das vierte isolierende Substratsegment 11d kann über das vierte leitende Element (nicht abgebildet) und eine Verbindungsschicht (nicht abgebildet) mit der Grundplatte 31 verbunden sein. Jede der Verbindungsschichten 38, 39 kann aus einem Harzkleber, wie z.B. einem Silikonharzkleber, oder einem leitenden Verbindungsmaterial, wie z.B. Lot, bestehen.
  • Die Umhüllung 32 ist mit der Grundplatte 31 verbunden. Die Umhüllung 32 hat Leitungsanschlüsse 35, 35b, 36, 36b. Die Umhüllung 32 kann aus einem elektrisch isolierenden Harz bestehen, wie z.B. Epoxidharz, Polyimidharz, Acrylharz oder Polyphenylensulfid (PPS)-Harz. Die Leitungsanschlüsse 35, 35b, 36, 36b werden von dem Leistungshalbleitermodul 1 durch die Umhüllung 32 herausgeführt. Die Leitungsanschlüsse 35, 35b, 36, 36b gehen nicht durch die erste Sperrschicht 50 oder sind nicht in Kontakt mit der ersten Sperrschicht 50. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird keine Grenzfläche zwischen Leitungsanschlüssen 35, 35b, 36, 36, 36b und der ersten Sperrschicht 50 gebildet. Dementsprechend kann das Leistungshalbleitermodul 1 das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas durch eine Grenzfläche vermeiden. Jeder der Leitungsanschlüsse 35, 35b, 36, 36b kann aus einem metallischen Material, wie etwa Kupfer oder Aluminium, bestehen.
  • Die erste Sperrschicht 50 ist in Bezug auf die ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen 20 und 21 an der dem isolierenden Substrat 11 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die erste Sperrschicht 50 ist in Bezug auf die dritte und vierte Halbleitervorrichtung 20b und 21b an der dem isolierenden Substrat 11 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die erste Sperrschicht 50 ist an oder in dem Dichtungselement 40 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Sperrschicht 50 an oder in dem Dichtungselement 40 angeordnet.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 bedeckt die erste Sperrschicht 50 die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, die dritte Halbleitervorrichtung 20b und die vierte Halbleitervorrichtung 21b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann die erste Sperrschicht 50 einen Bereich von 80 % oder mehr der Fläche einer äußeren Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken; oder sie kann 90 % oder mehr der Fläche der äußeren Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken; oder sie kann die gesamte äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken.
  • Die erste Sperrschicht 50 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas (z.B. von Schwefelgas) in das Leistungshalbleitermodul 1. Die erste Sperrschicht 50 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14, dem isolierenden Substrat 11, dem ersten leitenden Element 15, dem zweiten leitenden Element 16 und den leitenden Drähte 26, 27, 28. Die erste Sperrschicht 50 kann den Anstieg eines Leckstroms von z.B. der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21 verhindern; und sie kann die Abnahme des Isolationsleistungsvermögens von z.B. dem isolierenden Substrat 11 (erstes isolierendes Substratsegment 11a, zweites isolierendes Substratsegment 11b) verhindern.
  • Die erste Sperrschicht 50 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der dritten Halbleitervorrichtung 20b, der vierten Halbleitervorrichtung 21b, dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b, dem dritten leitenden Element (nicht abgebildet), dem vierten leitenden Element (nicht abgebildet) und den leitenden Drähten 26b, 27b, 28b. Die erste Sperrschicht 50 kann den Anstieg eines Leckstroms von z.B. der dritten und vierten Halbleitervorrichtungen 20b und 21b verhindern; und sie kann die Abnahme des Isolationsleistungsvermögens von z.B. dem isolierenden Substrat 11 (drittes isolierendes Substratsegment 11c, viertes isolierendes Substratsegment 11d) verhindern.
  • Die erste Sperrschicht 50 besteht aus einem Material mit geringer Durchlässigkeit für Feuchtigkeit und Gas. Die erste Sperrschicht 50 kann aus einem thermoplastischen Harz, wie z.B. Polyphenylensulfid (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyetheretherketon (PEEK); einem wärmehärtbaren Harz; einem Fluorpolymer, wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE); einem Keramik- oder Glasmaterial; oder einer Mischung aus einem dieser Materialien bestehen.
  • Zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40 enthält einen ersten Spannungsrelaxationsbereich 53. Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält die erste Sperrschicht 50 einen ersten Spannungsrelaxationsbereich 53. Die erste Sperrschicht 50 enthält eine erste Oberfläche 51 auf der Seite, an der sich die ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen 20 und 21 befinden, und eine zweite Oberfläche 52 an der der ersten Oberfläche 51 gegenüberliegenden Seite. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 ist eine erste Aussparung, die in zumindest einer von der ersten Oberfläche 51 und der zweiten Oberfläche 52 ausgebildet ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, ist der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine erste Aussparung, die in der zweiten Oberfläche 52 der ersten Sperrschicht 50 ausgebildet ist. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 kann eine erste Aussparung sein, die in der ersten Oberfläche 51 der ersten Sperrschicht 50 ausgebildet ist, wie in einem Leistungshalbleitermodul 1b in einer ersten Variante der in 3 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist.
  • Die erste Aussparung (erster Spannungsrelaxationsbereich 53) kann sich verjüngen, wie bei einem Leistungshalbleitermodul 1c in einer zweiten Variante der in 4 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist. Die erste Aussparung kann sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstrecken. Die erste Aussparung kann eine Vielzahl von ersten Teilaussparungen aufweisen, die entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c besteht aus einer Vielzahl von Elementen mit unterschiedlichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z.B. einer ersten Sperrschicht 50, einem Dichtungselement 40 und einem isolierenden Substrat 11. Während des Betriebs oder bei einer Änderung der Umgebungstemperatur erfährt das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c eine Temperaturänderung und verformt sich. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 reduziert die Spannung an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c verursacht wird.
  • Insbesondere reduziert der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 in Form einer ersten Aussparung die Dicke von zumindest einer Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40. Die erste Aussparung ermöglicht es zumindest einer Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40, sich leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c zu verformen. Die erste Aussparung reduziert somit die Spannung an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c verursacht wird, und verhindert, dass die erste Sperrschicht 50 bricht oder Risse bekommt.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die erste Lücke 17 haben und sich innerhalb der ersten Lücke 17 befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die erste Lücke 17 oder eine größere Breite als die erste Lücke 17 haben. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c in der ersten Richtung (x-Richtung) befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b haben. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 kann sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c in der zweiten Richtung (y-Richtung) befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die zweite Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die zweite Lücke 12 haben und sich innerhalb der zweiten Lücke 12 befinden. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die zweite Lücke 12 oder eine größere Breite als die zweite Lücke 12 haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c befinden. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c einer Temperaturänderung und Verformungen ausgesetzt ist, konzentrieren sich die Spannungen auf einen Bereich der ersten Sperrschicht 50, die dem mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c in der ersten Richtung (x-Richtung) und dem mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c in der zweiten Richtung (y-Richtung) entspricht.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c einer Temperaturänderung und Verformungen ausgesetzt wird, konzentrieren sich die Spannungen auf einen Bereich der ersten Sperrschicht 50 entsprechend der zweiten Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b, entsprechend der Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d, entsprechend der Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und entsprechend der Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 in einem Bereich der ersten Sperrschicht 50 angeordnet, der für Spannungskonzentration anfällig ist. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 verhindert wirksam die Rissbildung in der ersten Sperrschicht 50.
  • Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 kann ein erster durchgehender Bereich sein, der die erste Oberfläche 51 mit der zweiten Oberfläche 52 verbindet, wie in einem Leistungshalbleitermodul 1d bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform in 5 zu sehen ist. Der erste durchgehende Bereich kann ein erster Schlitz sein, der sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstreckt. Der erste durchgehende Bereich kann eine Vielzahl von ersten Durchgangslöchern aufweisen, die entlang zumindest einer der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind.
  • Der erste durchgehende Bereich kann die erste Sperrschicht 50 in eine Vielzahl von ersten Sperrschichtsegmenten unterteilen. Ein größeres Leistungshalbleitermodul 1d erzeugt beim Verformen erhöhte Spannungen an der ersten Sperrschicht 50. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 (erster durchgehender Bereich) reduziert solche erhöhten Spannungen und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 verhindert somit, dass die erste Sperrschicht 50 reißt. Die vorteilhaften Wirkungen von Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d bei der vorliegenden Ausführungsform werden nachstehend beschrieben.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d bei der vorliegenden Ausführungsform besitzt ein isolierendes Substrat 11, ein erstes leitendes Schaltungsmuster 13, ein zweites leitendes Schaltungsmuster 14, eine erste Halbleitervorrichtung 20, eine zweite Halbleitervorrichtung 21, ein Dichtungselement 40 und eine erste Sperrschicht 50. Das isolierende Substrat 11 hat die erste Hauptfläche 11m. Das erste leitende Schaltungsmuster 13 ist an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Das zweite leitende Schaltungsmuster 14 ist an der ersten Hauptfläche 11m angeordnet. Das zweite leitende Schaltungsmuster 14 ist von dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 durch die erste Lücke 17 getrennt. Die erste Halbleitervorrichtung 20 ist mit dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 verbunden.
  • Die zweite Halbleitervorrichtung 21 ist mit dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 verbunden. Das Dichtungselement 40 dichtet die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, das erste leitende Schaltungsmuster 13 und das zweite leitende Schaltungsmuster 14 ab. Die erste Sperrschicht 50 ist an der gegenüberliegenden Seite des isolierenden Substrats 11 in Bezug auf die erste und zweite Halbleitervorrichtung 20 und 21 angeordnet. Die erste Sperrschicht 50 ist an dem Dichtungselement 40 angeordnet. Zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40 enthält einen ersten Spannungsrelaxationsbereich 53.
  • Die erste Sperrschicht 50 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem isolierenden Substrat 11. Weiterhin reduziert der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 Spannungen an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c, 1d verursacht werden, und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Die Zuverlässigkeit von Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 2
  • Unter Bezugnahme auf 6 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1e gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1e bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d gemäß Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d vor allem in folgenden Punkten.
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul 1e ist der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 in der ersten Sperrschicht 50 so angeordnet, dass der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 an einer Stelle liegt, die dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und der ersten Lücke 17 entspricht. Die Dicke der ersten Sperrschicht 50 nimmt graduell zu einem ersten Bereich 55 der ersten Sperrschicht 50 hin ab, zumindest in dem ersten Spannungsrelaxationsbereich 53. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Bereich 55 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 befindet sich der erste Bereich 55 innerhalb der ersten Lücke 17. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 befindet sich der erste Bereich 55 innerhalb der zweiten Lücke 12. Der erste Bereich 55 befindet sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1e in der ersten Richtung (x-Richtung). Die Dicke der ersten Sperrschicht 50 ist in dem ersten Bereich 55 des ersten Spannungsrelaxationsbereichs 53 am geringsten.
  • Die erste Sperrschicht 50 ist in ähnlicher Weise in dem Bereich konfiguriert, der dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht. Die erste Sperrschicht 50 kann in dem Bereich, der dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und der Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b entspricht, in ähnlicher Weise konfiguriert sein. Die erste Sperrschicht 50 kann in ähnlicher Weise in dem Bereich konfiguriert sein, der dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1e gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen, ähnlich wie das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d gemäß Ausführungsform 1. Die Dicke der ersten Sperrschicht 50 ist in dem ersten Bereich 55 des ersten Spannungsrelaxationsbereichs 53 am geringsten. In dem ersten Spannungsrelaxationsbereich 53 kann zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40 leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls 1e verformt werden. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 reduziert Spannungen an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1e verursacht werden, und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Dadurch kann die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1e verbessert werden.
  • Ausführungsform 3
  • Unter Bezugnahme auf 7 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1f gemäß Ausführungsform 3 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1f bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d bei der Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d vor allem in folgenden Punkten.
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul 1f enthält das Dichtungselement 40 einen ersten Spannungsrelaxationsbereich 43. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 ist eine zweite Aussparung, die in der äußeren Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 ausgebildet ist. Die zweite Aussparung kann sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstrecken. Die zweite Aussparung kann eine Vielzahl von zweiten Teilaussparungen aufweisen, die entlang zumindest von einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind. Die zweite Aussparung (erster Spannungsrelaxationsbereich 43) kann sich verjüngen, wie bei einem Leistungshalbleitermodul 1g in einer Variante der in 8 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 eine geringere Breite als die erste Lücke 17 haben und sich innerhalb der ersten Lücke 17 befinden. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 die gleiche Breite wie die erste Lücke 17 oder eine größere Breite als die erste Lücke 17 haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 die zweite Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 befindet sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g in der ersten Richtung (x-Richtung).
  • Die erste Sperrschicht 50 besitzt einen Vorsprung 56, der von der ersten Oberfläche 51 vorsteht. Der Vorsprung 56 kann in seiner Form komplementär zur zweiten Aussparung (erster Spannungsrelaxationsbereich 43) sein. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der Vorsprung 56 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14. Insbesondere in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 befindet sich der Vorsprung 56 innerhalb der ersten Lücke 17. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der Vorsprung 56 die zweite Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b. Der Vorsprung 56 befindet sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g in der ersten Richtung (x-Richtung).
  • Das Dichtungselement 40 ist in ähnlicher Weise in dem Bereich konfiguriert, der dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht. Das Dichtungselement 40 kann in dem Bereich, der dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und der Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b entspricht, in ähnlicher Weise konfiguriert sein. Das Dichtungselement 40 kann in ähnlicher Weise in dem Bereich konfiguriert sein, der dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der Vorsprung 56 der ersten Sperrschicht 50 die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b. Insbesondere in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 befindet sich der Vorsprung 56 innerhalb der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der Vorsprung 56 die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b. Der Vorsprung 56 befindet sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g in der zweiten Richtung (y-Richtung).
  • Das Leistungshalbleitermodul 1f, 1g bei der vorliegenden Ausführungsform hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen, ähnlich wie das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d gemäß Ausführungsform 1. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 ermöglicht es zumindest einer Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40, sich leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g zu verformen. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 reduziert Spannungen an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g verursacht werden, und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1f, 1g kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 4
  • Unter Bezugnahme auf 9 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1h gemäß Ausführungsform 4 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1h bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie das Leistungshalbleitermodul 1f, 1g bei der Ausführungsform 3, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1f, 1g vor allem in folgenden Punkten.
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul 1h ist der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 in dem Dichtungselement 40 so angeordnet, dass sich der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 an einer Stelle befindet, die dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und der ersten Lücke 17 entspricht. Die Außenfläche 41 des Dichtungselements 40 ist zumindest in dem ersten Spannungsrelaxationsbereich 43 graduell zu einem zweiten Bereich 45 der Außenfläche 41 hin ausgespart/vertieft. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der zweite Bereich 45 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14.
  • Insbesondere in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11, befindet sich der zweite Bereich 45 innerhalb der ersten Lücke 17. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 überlappt die zweite Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b. Der zweite Bereich 45 befindet sich im mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls 1h in der ersten Richtung (x-Richtung). Die äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 ist in dem zweiten Bereich 45 des ersten Spannungsrelaxationsbereichs 43 am tiefsten ausgespart.
  • Die äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 ist in ähnlicher Weise in dem Bereich konfiguriert, der dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht. Die äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 kann in dem Bereich, der dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und der Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b entspricht, in ähnlicher Weise konfiguriert sein. Die äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 kann in dem Bereich, der dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b und der Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b entspricht, in ähnlicher Weise konfiguriert sein.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1h gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen, ähnlich wie das Leistungshalbleitermodul 1f, 1g gemäß Ausführungsform 3. Die äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 ist in dem zweiten Bereich 45 des ersten Spannungsrelaxationsbereichs 43 am tiefsten ausgespart. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 ermöglicht es zumindest einer Komponente von der ersten Sperrschicht 50 und dem Dichtungselement 40, sich leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls 1h zu verformen. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 43 reduziert Spannungen an der ersten Sperrschicht 50, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls 1h verursacht werden, und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1h kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 5
  • Unter Bezugnahme auf 10 soll nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1i gemäß Ausführungsform 5 beschrieben werden. Das Leistungshalbleitermodul 1i bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie das Leistungshalbleitermodul 1 gemäß der Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1 vor allem in folgenden Punkten. Beim Leistungshalbleitermodul 1i ist die erste Sperrschicht 50 in dem Dichtungselement 40 angeordnet. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 kann ein erster durchgehender Bereich sein, der die erste Oberfläche 51 mit der zweiten Oberfläche 52 verbindet, wie bei einem Leistungshalbleitermodul 1j in einer Variante der vorliegenden Ausführungsform in 11 zu sehen ist.
  • Das Leistungshalb leitermodul 1i, 1j bei der vorliegenden Ausführungsform bietet zusätzlich zu den Vorteilen des Leistungshalbleitermoduls 1, 1d bei der Ausführungsform 1 die folgenden vorteilhaften Wirkungen. Die erste Sperrschicht 50 ist in dem Dichtungselement 40 angeordnet. Das Dichtungselement 40 ist dem Luftsauerstoff nicht ausgesetzt. Dadurch wird verhindert, dass das Dichtungselement 40 oxidiert und beschädigt wird, wenn das Leistungshalbleitermodul 1i, 1j in Betrieb ist und auf eine hohe Temperatur ansteigt. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1i, 1j kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 6
  • Unter Bezugnahme auf 12 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1k gemäß Ausführungsform 6 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1k bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie das Leistungshalbleitermodul 1b bei der ersten Variante der Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1b vor allem in folgenden Punkten. Zumindest ein Teil der ersten Aussparung ist ein Hohlraum 58, der nicht mit einem Dichtungselement 40 gefüllt ist. Insbesondere ist die gesamte erste Aussparung ein Hohlraum 58.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1k bei der vorliegenden Ausführungsform bietet zusätzlich zu denen des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b gemäß Ausführungsform 1 folgende vorteilhafte Wirkungen. Beim Leistungshalbleitermodul 1k bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Sperrschicht 50 an dem Dichtungselement 40 angeordnet. Die erste Aussparung ist in der ersten Oberfläche 51 ausgebildet. Zumindest ein Teil der ersten Aussparung ist ein Hohlraum 58, der nicht mit einem Dichtungselement 40 gefüllt ist. Ein größeres Leistungshalbleitermodul 1k erzeugt beim Verformen erhöhte Spannungen an der ersten Sperrschicht 50. Der Hohlraum 58 reduziert solche erhöhten Spannungen und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1k kann so weiter verbessert werden.
  • Ausführungsform 7
  • Unter Bezugnahme auf die 13 und 14 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1m gemäß Ausführungsform 7 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1m bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration und vorteilhafte Wirkungen wie das Leistungshalbleitermodul 1 bei der Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1 vor allem in folgenden Punkten.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1m enthält ferner eine zweite Sperrschicht 60, so dass die zweite Sperrschicht 60 und die erste Sperrschicht 50 übereinander angeordnet sind. Das Dichtungselement 40 kann zwischen die erste Sperrschicht 50 und die zweite Sperrschicht 60 eingefügt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt die zweite Sperrschicht 60 näher an der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21 als die erste Sperrschicht 50 an der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21.
  • Die zweite Sperrschicht 60 ist zwischen der ersten Sperrschicht 50 und den ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen 20 und 21 angeordnet. Die zweite Sperrschicht 60 ist in dem Dichtungselement 40 angeordnet. Die zweite Sperrschicht 60 kann von der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21 weiter entfernt sein als die erste Sperrschicht 50 von der ersten und zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 bedeckt die zweite Sperrschicht 60 die erste Halbleitervorrichtung 20, die zweite Halbleitervorrichtung 21, die dritte Halbleitervorrichtung 20b und die vierte Halbleitervorrichtung 21b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann die zweite Sperrschicht 60 einen Bereich von 80 % oder mehr der Fläche der äußeren Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken; oder sie kann 90 % oder mehr der Fläche der äußeren Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken; oder sie kann die gesamte äußere Oberfläche 41 des Dichtungselements 40 bedecken.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform, in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11, hat die zweite Sperrschicht 60 eine größere Fläche als die erste Sperrschicht 50. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 befindet sich die zweite äußere Peripherie der zweiten Sperrschicht 60 an der Außenseite relativ zur ersten äußeren Peripherie der ersten Sperrschicht 50. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann die zweite Sperrschicht 60 die gleiche Fläche wie die erste Sperrschicht 50 oder eine kleinere Fläche als die erste Sperrschicht 50 haben. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann die zweite äußere Peripherie der zweiten Sperrschicht 60 mit der ersten äußeren Peripherie der ersten Sperrschicht 50 fluchten oder sich relativ zur ersten äußeren Peripherie der ersten Sperrschicht 50 an der Innenseite befinden.
  • Die zweite Sperrschicht 60 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas (z.B. Schwefelgas) in das Leistungshalbleitermodul 1m. Die zweite Sperrschicht 60 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14, dem isolierenden Substrat 11, dem ersten leitenden Element 15 und dem zweiten leitenden Element 16.
  • Die zweite Sperrschicht 60 kann den Anstieg eines Leckstroms von z.B. der ersten und der zweiten Halbleitervorrichtung 20 und 21 verhindern; und sie kann die Abnahme des Isolationsleistungsvermögens von z.B. dem isolierenden Substrat 11 (erstes isolierendes Substratsegment 11a, zweites isolierendes Substratsegment 11b) verhindern.
  • Die zweite Sperrschicht 60 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der dritten Halbleitervorrichtung 20b, der vierten Halbleitervorrichtung 21b, dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b, dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b, dem dritten leitenden Element (nicht abgebildet) und dem vierten leitenden Element (nicht abgebildet). Die zweite Sperrschicht 60 kann den Anstieg eines Leckstroms von dritten und vierten Halbleitervorrichtungen 20b und 21b verhindern; und kann die Abnahme des Isolationsleistungsvermögens von z.B. dem isolierenden Substrat 11 (drittes isolierendes Substratsegment 11c, viertes isolierendes Substratsegment 11d) verhindern.
  • Die zweite Sperrschicht 60 besteht aus einem Material mit geringer Durchlässigkeit für Feuchtigkeit und Gas. Die zweite Sperrschicht 60 kann aus einem thermoplastischen Harz, wie z.B. Polyphenylensulfid (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyetheretherketon (PEEK); einem wärmehärtbaren Harz; einem Fluorpolymer, wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE); einem Keramik- oder Glasmaterial; oder einer Mischung aus irgendwelchen dieser Materialien bestehen.
  • Die zweite Sperrschicht 60 und/oder das Dichtungselement 40 enthalten einen zweiten Spannungsrelaxationsb ereich 63. Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält die zweite Sperrschicht 60 einen zweiten Spannungsrelaxationsbereich 63. Die zweite Sperrschicht 60 enthält eine dritte Oberfläche 61 an der Seite, an der sich die ersten und zweiten Halbleitervorrichtungen 20 und 21 befinden, und eine vierte Oberfläche 62 an der der dritten Oberfläche 61 gegenüberliegenden Seite. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 ist eine dritte Aussparung, die in zumindest einer von der dritten Oberfläche 61 und vierten Oberfläche 62 ausgebildet ist.
  • Die dritte Aussparung kann sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstrecken. Die dritte Aussparung kann eine Vielzahl von dritten Teilaussparungen aufweisen, die entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann zumindest ein Teil des zweiten Spannungsrelaxationsbereichs 63 den ersten Spannungsrelaxationsbereich 53 überlappen.
  • Bei der vorliegenden, in 14 gezeigten Ausführungsform kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine dritte Aussparung sein, die in der vierten Oberfläche 62 der zweiten Sperrschicht 60 ausgebildet ist. Die dritte Aussparung in der zweiten Sperrschicht 60 kann eine geringere Breite haben als die erste Aussparung in der ersten Sperrschicht 50. Die dritte Aussparung in der zweiten Sperrschicht 60 kann eine größere Breite als die erste Aussparung in der ersten Sperrschicht 50 haben, wie bei einem Leistungshalbleitermodul 1n in einer ersten Variante der in 15 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist. Die dritte Aussparung in der zweiten Sperrschicht 60 kann die gleiche Breite wie die erste Aussparung in der ersten Sperrschicht 50 haben.
  • Während des Betriebs oder bei einer Änderung der Umgebungstemperatur erfährt das Leistungshalbleitermodul Im, In eine Temperaturänderung und verformt sich. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 reduziert Spannungen in der zweiten Sperrschicht 60, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls Im, In verursacht werden. Insbesondere reduziert der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 in Form einer dritten Aussparung die Dicke von zumindest einer Komponente von der zweiten Sperrschicht 60 und dem Dichtungselement 40.
  • Die dritte Aussparung ermöglicht es zumindest einer Komponente von der zweiten Sperrschicht 60 und dem Dichtungselement 40, sich leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls Im, In zu verformen. Die dritte Aussparung reduziert Spannungen an der zweiten Sperrschicht 60, die durch die Verformung des Leistungshalbleitermoduls Im, In verursacht werden, und verhindert, dass die zweite Sperrschicht 60 reißt oder bricht.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die erste Lücke 17 zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die erste Lücke 17 haben und sich innerhalb der ersten Lücke 17 befinden. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die erste Lücke 17 oder eine größere Breite als die erste Lücke 17 haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben oder eine größere Breite als die Lücke zwischen dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b aufweisen.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b haben oder eine größere Breite als die Lücke zwischen dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13 und dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b aufweisen.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die zweite Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die zweite Lücke 12 haben und sich innerhalb der zweiten Lücke 12 befinden. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die zweite Lücke 12 oder eine größere Breite als die zweite Lücke 12 haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben, oder er kann eine größere Breite als die Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c oder eine größere Breite als die Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c haben.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d überlappen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 eine geringere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben und sich innerhalb der Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d befinden.
  • In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 kann der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 die gleiche Breite wie die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d oder eine größere Breite als die Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d haben.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul Im, In einer Temperaturänderung und Verformungen unterliegt, konzentriert sich die Spannungen auf einen Bereich der zweiten Sperrschicht 60, der dem mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls Im, In in der ersten Richtung (x-Richtung) und dem mittleren Bereich des Leistungshalbleitermoduls Im, In in der zweiten Richtung (y-Richtung) entspricht.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul Im, In einer Temperaturänderung und Verformungen unterliegt, konzentriert sich die Spannungen auf einen Bereich der ersten Sperrschicht 50 entsprechend der zweiten Lücke 12 zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem zweiten isolierenden Substratsegment 1 1b, entsprechend der Lücke zwischen dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d, entsprechend der Lücke zwischen dem ersten isolierenden Substratsegment 11a und dem dritten isolierenden Substratsegment 11c und entsprechend der Lücke zwischen dem zweiten isolierenden Substratsegment 11b und dem vierten isolierenden Substratsegment 11d. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 in einem Bereich der zweiten Sperrschicht 60 angeordnet, der für Spannungskonzentrationen anfällig ist. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 verhindert wirksam eine Rissbildung in der zweiten Sperrschicht 60.
  • Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 kann ein zweiter durchgehender Bereich sein, der die dritte Oberfläche 61 mit der vierten Oberfläche 62 verbindet, wie bei einem Leistungshalbleitermodul 1p in einer zweiten Variante der vorliegenden Ausführungsform in 16 zu sehen ist. Der zweite durchgehende Bereich kann ein zweiter Schlitz sein, der sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstreckt. Der zweite durchgehende Bereich kann eine Vielzahl von zweiten Durchgangslöchern aufweisen, die entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind.
  • Der zweite durchgehende Bereich kann die zweite Sperrschicht 60 in eine Vielzahl von zweiten Sperrschichtsegmenten unterteilen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt zumindest ein Teil des zweiten Spannungsrelaxationsbereichs 63 (zweiter durchgehender Bereich) die erste Sperrschicht 50. Insbesondere in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der gesamte zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 (zweiter durchgehender Bereich) die erste Sperrschicht 50.
  • Ein größeres Leistungshalbleitermodul 1p erzeugt beim Verformen erhöhte Spannungen an der zweiten Sperrschicht 60. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 (zweiter durchgehender Bereich) reduziert solche erhöhten Spannungen und verhindert Rissbildungen bei der zweiten Sperrschicht 60. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 verhindert somit, dass die zweite Sperrschicht 60 reißt.
  • Das Leistungshalbleitermodul Im, In, 1p bei der vorliegenden Ausführungsform bietet zusätzlich zu den Vorteilen des Leistungshalbleitermoduls 1 gemäß Ausführungsform 1 die folgenden vorteilhaften Wirkungen. Das Leistungshalbleitermodul Im, In, 1p enthält ferner eine zweite Sperrschicht 60, so dass die zweite Sperrschicht 60 und die erste Sperrschicht 50 übereinander angeordnet sind. Die zweite Sperrschicht 60 verhindert oder reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas zu der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem isolierenden Substrat 11. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls Im, In, 1p kann so weiter verbessert werden.
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul Im, In, 1p enthält zumindest eine Komponente von der zweiten Sperrschicht 60 und dem Dichtungselement 40 einen zweiten Spannungsrelaxationsbereich 63. Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 ermöglicht es zumindest einer Komponente von der zweiten Sperrschicht 60 und dem Dichtungselement 40, sich leicht in Abhängigkeit von der Verformungsdeformation des Leistungshalbleitermoduls Im, In, 1p zu verformen.
  • Der zweite Spannungsrelaxationsbereich 63 reduziert die Spannungen an der zweiten Sperrschicht 60, die durch Verformungen des Leistungshalbleitermoduls Im, In, 1p verursacht werden, und verhindert Rissbildungen bei der zweiten Sperrschicht 60 . Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls Im, In, 1p kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 8
  • Unter Bezugnahme auf 17 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1q gemäß Ausführungsform 8 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1q bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration und vorteilhafte Wirkungen wie das Leistungshalbleitermodul 1m bei der Ausführungsform 7, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1m vor allem in folgenden Punkten.
  • Bei dem Leistungshalbleitermodul 1q ist der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 ein erster durchgehender Bereich, der die erste Oberfläche 51 mit der zweiten Oberfläche 52 verbindet. Der erste durchgehende Bereich kann ein erster Schlitz sein, der sich entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) erstreckt. Der erste durchgehende Bereich kann eine Vielzahl von ersten Durchgangslöchern aufweisen, die entlang zumindest einer von der ersten Richtung (x-Richtung) und der zweiten Richtung (y-Richtung) ausgerichtet sind.
  • Der erste durchgehende Bereich kann die erste Sperrschicht 50 in eine Vielzahl von ersten Sperrschichtsegmenten unterteilen. In der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt zumindest ein Teil des ersten Spannungsrelaxationsbereichs 53 (erster durchgehender Bereich) die zweite Sperrschicht 60. Insbesondere in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche 11m des isolierenden Substrats 11 überlappt der gesamte erste Spannungsrelaxationsbereich 53 (erster durchgehender Bereich) die zweite Sperrschicht 60.
  • Das Leistungshalbleitermodul 1q bei der vorliegenden Ausführungsform bietet zusätzlich zu den Vorteilen des Leistungshalbleitermoduls 1m gemäß Ausführungsform 7 die folgenden vorteilhaften Wirkungen. Ein größeres Leistungshalbleitermodul 1q erzeugt beim Verformen erhöhte Spannungen an der ersten Sperrschicht 50. Der erste Spannungsrelaxationsbereich 53 (erster durchgehender Bereich) reduziert solche erhöhten Spannungen und verhindert Rissbildungen bei der ersten Sperrschicht 50.
  • Außerdem verhindert oder reduziert die zweite Sperrschicht 60 das Eindringen von Feuchtigkeit und Gas, die durch den ersten Spannungsrelaxationsbereich 53 (erster durchgehender Bereich) eingedrungen sind, zu der ersten Halbleitervorrichtung 20, der zweiten Halbleitervorrichtung 21, dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und dem isolierenden Substrat 11. Die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleitermoduls 1q kann so verbessert werden.
  • Ausführungsform 9
  • Unter Bezugnahme auf 18 wird nachstehend ein Leistungshalbleitermodul 1r gemäß Ausführungsform 9 beschrieben. Das Leistungshalbleitermodul 1r bei der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration und vorteilhafte Wirkungen wie das Leistungshalbleitermodul 1 bei der Ausführungsform 1, unterscheidet sich aber von dem Leistungshalbleitermodul 1 vor allem in folgenden Punkten.
  • Anstelle der Grundplatte 31 (2) können das isolierende Substrat 11 und das erste leitende Element 15 einen Teil eines Gehäuseelements 30q bilden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das isolierende Substrat 11 eine einzelne Platte, die nicht in das erste isolierende Substratsegment 11a, das zweite isolierende Substratsegment 11b, das dritte isolierende Substratsegment 11c und das vierte isolierende Substratsegment 11d unterteilt ist. Das erste leitende Element 15 liegt unter dem ersten leitenden Schaltungsmuster 13, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster 14 und der Umhüllung 32, wobei das isolierende Substrat 11 zwischen dem ersten leitenden Element 15 und diesen Komponenten 13, 14 und 32 angeordnet ist.
  • Das erste leitende Element 15 kann auch unter dem dritten leitenden Schaltungsmuster 13b und dem vierten leitenden Schaltungsmuster 14b liegen, wobei das isolierende Substrat 11 zwischen dem ersten leitenden Element 15 und diesen Komponenten 13b und 14b angeordnet ist. Das zweite leitende Element 16, das dritte leitende Element (nicht abgebildet) und das vierte leitende Element (nicht abgebildet) sind nicht an der zweiten Hauptfläche 11n des isolierenden Substrats 11 ausgebildet.
  • Ausführungsform 10
  • Die Ausführungsform 10 bietet eine Verwendung des Leistungshalbleitermoduls 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, Ig, 1h, 1i, 1j, 1k, Im, In, 1p, 1q, 1r gemäß einer der ausführungsformen 1 bis 9 bei einer Leistungswandlervorrichtung. Dabei kann eine Leistungswandlervorrichtung 200 bei der vorliegenden Ausführungsform ein dreiphasiger Wechselrichter sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Das in 19 gezeigte Leistungswandlersystem hat eine Stromversorgung 100, eine Leistungswandlervorrichtung 200 und eine Last 300. Die Stromversorgung 100 ist eine Gleichstromversorgung, die die Leistungswandlervorrichtung 200 mit Gleichstrom versorgt. Bei der Stromversorgung 100 kann es sich um ein Gleichstromsystem, eine Solarzelle oder eine Speicherbatterie handeln, ist aber nicht darauf beschränkt; oder es kann eine Gleichrichterschaltung oder ein Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler sein, der an ein Wechselstromsystem angeschlossen ist. Die Stromversorgung 100 kann ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sein, der Gleichstrom aus einem Gleichstromsystem in andere Gleichstromleistung umwandelt.
  • Die Leistungswandlervorrichtung 200, bei der es sich um einen dreiphasigen Wechselrichter handelt, der zwischen die Stromversorgung 100 und die Last 300 geschaltet ist, wandelt Gleichstrom von Stromversorgung 100 in Wechselstrom um und versorgt die Last 300 mit Wechselstrom. Wie in 19 dargestellt, enthält die Leistungswandlervorrichtung 200 eine Hauptwandlerschaltung 201, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und den Wechselstrom ausgibt, sowie eine Steuerschaltung 203, die ein Steuersignal an die Hauptwandlerschaltung 201 zum Steuern der Hauptwandlerschaltung 201 ausgibt.
  • Die Last 300 ist z.B. ein dreiphasiger Elektromotor, der von der Wechselstromleistung der Leistungswandlervorrichtung 200 angetrieben wird. Die Last 300 kann ein Elektromotor für eine Vielzahl von elektrischen Geräten sein, wie z.B. ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Aufzug oder eine Klimaanlage, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Die Leistungswandlervorrichtung 200 wird nachstehend im Detail beschrieben. Die Hauptwandlerschaltung 201 hat Schalteinrichtungen (nicht abgebildet) und Freilaufdioden (nicht abgebildet). Die Hauptwandlerschaltung 201 schaltet die Spannung von der Stromversorgung 100 mit Hilfe der Schalteinrichtungen und wandelt dabei die Gleichspannung von der Stromversorgung 100 in Wechselspannung um, um die Wechselspannung für die Last 300 zu liefern.
  • Die Hauptwandlerschaltung 201 kann eine Vielzahl spezifischer Schaltungskonfigurationen aufweisen. Die Hauptwandlerschaltung 201 kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine zweistufige Dreiphasen-Vollbrückenschaltung mit sechs Schalteinrichtungen und sechs Freilaufdioden sein, die jeweils antiparallel zu einem entsprechenden Schaltgerät geschaltet sind. Das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, Im, In, 1p, 1q, 1r gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 9 kann bei zumindest bei einer aus einem Satz von Schalteinrichtungen und einem Satz von Freilaufdioden in der Hauptwandlerschaltung 201 verwendet werden. Das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, Im, In, 1p, 1q, 1r gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 9 kann bei dem Leistungshalbleitermodul 202 in der Hauptwandlerschaltung 201 verwendet werden.
  • Die sechs Schalteinrichtungen bilden Sätze von oberen und unteren Zweigen, von denen jeder zwei in Reihe geschaltete Schalteinrichtungen enthält. Jeder Satz von oberen und unteren Zweigen ist für eine entsprechende Phase (U-, V- und W-Phase) einer Vollbrückenschaltung angeordnet. Die Ausgangsanschlüsse der jeweiligen Sätze von oberen und unteren Zweigen, d.h. drei Ausgangsanschlüsse der Hauptwandlerschaltung 201, sind mit der Last 300 verbunden.
  • Die Hauptwandlerschaltung 201 enthält Treiberschaltungen (nicht abgebildet) zum Treiben der jeweiligen Schalteinrichtungen. Die Treiberschaltungen können in das Leistungshalbleitermodul 202 integriert oder außerhalb desselben angeordnet werden. Jede Treiberschaltung erzeugt ein Treibersignal zum Treiben einer entsprechenden Schalteinrichtung, die in der Hauptwandlerschaltung 201 enthalten ist, und liefert das Treibersignal an die Steuerelektrode der Schalteinrichtung in der Hauptwandlerschaltung 201. Insbesondere gibt jede Treiberschaltung ein Treibersignal an die Steuerelektrode einer entsprechenden Schalteinrichtung in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Steuerschaltung 203 aus. Das Treibersignal dient zum Ein- oder Ausschalten der Schalteinrichtung.
  • Bei den Leistungswandlervorrichtungen 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Leistungshalbleitermodul 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, Im, In, 1p, 1q, 1r gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 9 bei dem Leistungshalbleitermodul 202 verwendet, das in der Hauptwandlerschaltung 201 enthalten ist. Somit bietet die Leistungswandlervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine verbesserte Zuverlässigkeit.
  • Obwohl die vorliegende Ausführungsform eine Verwendung der vorliegenden Erfindung bei einem zweistufigen dreiphasigen Wechselrichter beschreibt, stellt dies keine Einschränkung dar. Die vorliegende Erfindung kann bei einer Vielzahl von Leistungswandlervorrichtungen verwendet werden. Die zweistufige Leistungswandlervorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform kann stattdessen auch eine dreistufige oder mehrstufige Leistungswandlervorrichtung sein. Wenn die Leistungswandlervorrichtung eine einphasige Last mit Strom versorgt, kann die vorliegende Erfindung bei einem einphasigen Wechselrichter verwendet werden. Liefert die Leistungswandlervorrichtung eine Stromversorgung für eine Gleichstromlast oder dergleichen, so kann die vorliegende Erfindung bei einem Gleichspannungswandler oder einem Wechselspannungswandler verwendet werden.
  • Die Leistungswandlervorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist nicht auf den Fall beschränkt, dass ein Elektromotor als Last verwendet wird. Die Leistungswandlervorrichtung kann auch in eine Stromversorgung für z.B. eine Funkenerosions- oder Laserstrahlmaschine oder eine Stromversorgung für einen Induktionsherd oder ein drahtloses Stromversorgungssystem eingebaut sein. Die Leistungswandlervorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung verwendet wird, kann als Leistungskonditionierer für ein photovoltaisches System, ein Elektrizitätsspeichersystem oder ähnliches verwendet werden.
  • Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 10 in jeder Hinsicht nur beispielhaft und nicht einschränkend sind. Zwei oder mehrere der hier beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 10 können miteinander kombiniert werden, sofern sie kompatibel sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung, sondern durch die Ansprüche definiert und soll jede Änderung im Sinne des Umfangs und der Äquivalente umfassen, die den Ansprüchen entsprechen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g,
    Leistungshalbleitermodul
    1h, 1i, 1j, 1k,
     
    Im, In, 1p, 1q, 1r
     
    11
    isolierendes Substrat
    11a
    erstes isolierendes Substratsegment
    11b
    zweites isolierendes Substratsegment
    11c
    drittes isolierendes Substratsegment
    11d
    viertes isolierendes Substratsegment
    11m
    erste Hauptfläche
    11n
    zweite Hauptfläche
    12
    zweite Lücke
    13
    erstes leitendes Schaltungsmuster
    13b
    drittes leitendes Schaltungsmuster
    14
    zweites leitendes Schaltungsmuster
    14b
    viertes leitendes Schaltungsmuster
    15
    erstes leitendes Element
    16
    zweites leitendes Element
    17
    erste Lücke
    20
    erste Halbleitervorrichtung
    20b
    dritte Halbleitervorrichtung
    21
    zweite Halbleitervorrichtung
    21b
    vierte Halbleitervorrichtung
    23, 24
    leitendes Verbindungselement
    26, 26b, 27, 27b, 28, 28b
    leitender Draht
    30, 30q
    Gehäuse
    31
    Grundplatte
    32
    Umhüllung
    35, 35b, 36, 36b
    Leitungsanschluss
    38, 39
    Verbindungsschicht
    40
    Dichtungselement
    41
    äußere Oberfläche
    43, 53
    erster Spannungsrelaxationsbereich
    45
    zweiter Bereich
    50
    erste Sperrschicht
    51
    erste Oberfläche
    52
    zweite Oberfläche
    55
    erster Bereich
    56
    Vorsprung
    58
    Hohlraum
    60
    zweite Sperrschicht
    61
    dritte Oberfläche
    62
    vierte Oberfläche
    63
    zweiter Spannungsrelaxationsbereich
    100
    Stromversorgung
    200
    Leistungswandlervorrichtung
    201
    Hauptwandlerschaltung
    202
    Leistungshalbleitermodul
    203
    Steuerschaltung
    300
    Last
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2014/128899 [0002]
    • WO 2014/128899 A1 [0003]

Claims (17)

  1. Leistungshalbleitermodul, das Folgendes aufweist: ein isolierendes Substrat mit einer ersten Hauptfläche; ein erstes leitendes Schaltungsmuster, das an der ersten Hauptfläche angeordnet ist; ein zweites leitendes Schaltungsmuster, das an der ersten Hauptfläche angeordnet ist, wobei das zweite leitende Schaltungsmuster von dem ersten leitenden Schaltungsmuster durch eine erste Lücke getrennt ist; eine erste Halbleitervorrichtung, die mit dem ersten leitenden Schaltungsmuster verbunden ist; eine zweite Halbleitervorrichtung die mit dem zweiten leitenden Schaltungsmuster verbunden ist; ein Dichtungselement, das die erste Halbleitervorrichtung, die zweite Halbleitervorrichtung das erste leitende Schaltungsmuster und das zweite leitende Schaltungsmuster abdichtet; und eine erste Sperrschicht, die an einer gegenüberliegenden Seite des isolierenden Substrats in Bezug auf die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung angeordnet ist, wobei die erste Sperrschicht an oder in dem Dichtungselement angeordnet ist, wobei zumindest eine Komponente von der ersten Sperrschicht und dem Dichtungselement einen ersten Spannungsrelaxationsbereich aufweist.
  2. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, wobei die erste Sperrschicht Folgendes aufweist: eine erste Oberfläche an einer Seite, an der sich die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung befinden, und eine zweite Oberfläche an einer Seite, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, und wobei der erste Spannungsrelaxationsbereich eine erste Aussparung ist, die in zumindest einer von der ersten und der zweiten Oberfläche ausgebildet ist.
  3. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 2, wobei die erste Sperrschicht an dem Dichtungselement angeordnet ist, die erste Aussparung in der ersten Oberfläche ausgebildet ist, und zumindest ein Teil der ersten Aussparung ein Hohlraum ist, der nicht mit einem Dichtungselement gefüllt ist.
  4. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, wobei die erste Sperrschicht Folgendes aufweist: eine erste Oberfläche an einer Seite, an der sich die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung befinden, und eine zweite Oberfläche an einer Seite, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, und wobei der erste Spannungsrelaxationsbereich ein erster durchgehender Bereich ist, der die erste Oberfläche mit der zweiten Oberfläche verbindet.
  5. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 1, wobei das Dichtungselement eine äußere Oberfläche aufweist, und der erste Spannungsrelaxationsbereich eine zweite Aussparung ist, die in der äußeren Oberfläche ausgebildet ist.
  6. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche, der erste Spannungsrelaxationsbereich die erste Lücke überlappt.
  7. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der erste Spannungsrelaxationsbereich in der ersten Sperrschicht so angeordnet ist, dass sich der erste Spannungsrelaxationsbereich an einer Stelle befindet, die dem ersten leitenden Schaltungsmuster, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster und der ersten Lücke entspricht, wobei die Dicke der ersten Sperrschicht graduell zu einem ersten Bereich der ersten Sperrschicht hin zumindest in dem ersten Spannungsrelaxationsbereich abnimmt, wobei der erste Bereich in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche die erste Lücke überlappt, und wobei die Dicke der ersten Sperrschicht in dem ersten Bereich des ersten Spannungsrelaxationsbereichs am geringsten ist.
  8. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 5, wobei der erste Spannungsrelaxationsbereich in dem Dichtungselement so angeordnet ist, dass sich der erste Spannungsrelaxationsbereich an einer Stelle befindet, die dem ersten leitenden Schaltungsmuster, dem zweiten leitenden Schaltungsmuster und der ersten Lücke entspricht, und wobei die äußere Oberfläche zumindest in dem ersten Spannungsrelaxationsbereich graduell zu einem zweiten Bereich der äußeren Oberfläche hin ausgespart ist, wobei der zweite Bereich in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche die erste Lücke überlappt, und wobei die äußere Oberfläche in dem zweiten Bereich des ersten Spannungsrelaxationsbereichs am tiefsten ausgespart ist.
  9. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das isolierende Substrat ein erstes isolierendes Substratsegment und ein zweites isolierendes Substratsegment enthält, wobei das erste leitende Schaltungsmuster an dem ersten isolierenden Substratsegment angeordnet ist, das zweite leitende Schaltungsmuster an dem zweiten isolierenden Substratsegment angeordnet ist, und das zweite isolierende Substratsegment von dem ersten isolierenden Substratsegment durch eine zweite Lücke getrennt ist, und wobei in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche der erste Spannungsrelaxationsbereich die zweite Lücke überlappt.
  10. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 9, das ferner aufweisend eine Grundplatte aufweist, die an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Halbleitervorrichtung und der zweiten Halbleitervorrichtung in Bezug auf das isolierende Substrat angeordnet ist, wobei das erste isolierende Substratsegment und das zweite isolierende Substratsegment mit der Grundplatte verbunden sind.
  11. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das ferner eine zweite Sperrschicht aufweist, so dass die zweite Sperrschicht und die erste Sperrschicht übereinander angeordnet sind.
  12. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 4, das ferner eine zweite Sperrschicht aufweist, so dass die zweite Sperrschicht und die erste Sperrschicht übereinander angeordnet sind, und wobei in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche zumindest ein Teil des ersten durchgehenden Bereichs die zweite Sperrschicht überlappt.
  13. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 11 oder 12, wobei zumindest eine Komponente von der zweiten Sperrschicht und dem Dichtungselement einen zweiten Spannungsrelaxationsbereich enthält.
  14. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 13, wobei die zweite Sperrschicht Folgendes aufweist: eine dritte Oberfläche an einer Seite, an der sich die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung befinden, und eine vierte Oberfläche an einer der dritten Oberfläche gegenüberliegenden Seite und wobei der zweite Spannungsrelaxationsbereich eine dritte Aussparung ist, die in zumindest einer der dritten und vierten Oberfläche ausgebildet ist.
  15. Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 13, wobei die zweite Sperrschicht Folgendes aufweist: eine dritte Oberfläche an einer Seite, an der sich die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung befinden, und eine vierte Oberfläche an einer der dritten Oberfläche gegenüberliegenden Seite und wobei der zweite Spannungsrelaxationsbereich ein zweiter durchgehender Bereich ist, der die dritte Oberfläche mit der vierten Oberfläche verbindet.
  16. Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei in der Draufsicht auf die erste Hauptfläche zumindest ein Teil des zweiten Spannungsrelaxationsbereichs den ersten Spannungsrelaxationsbereich überlappt.
  17. Leistungswandlervorrichtung, die Folgendes aufweist: - eine Hauptwandlerschaltung mit einem Leistungshalbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Hauptwandlerschaltung eine Eingangsleistung umwandelt und die umgewandelte Leistung ausgibt, und - eine Steuerschaltung zur Ausgabe eines Steuersignals an die Hauptwandlerschaltung zum Steuern der Hauptwandlerschaltung.
DE112018007723.3T 2018-06-12 2018-12-06 Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung Pending DE112018007723T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018111698 2018-06-12
JP2018-111698 2018-06-12
PCT/JP2018/044829 WO2019239615A1 (ja) 2018-06-12 2018-12-06 パワー半導体モジュール及び電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018007723T5 true DE112018007723T5 (de) 2021-02-25

Family

ID=68843109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112018007723.3T Pending DE112018007723T5 (de) 2018-06-12 2018-12-06 Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11476170B2 (de)
CN (1) CN112236860B (de)
DE (1) DE112018007723T5 (de)
WO (1) WO2019239615A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220223546A1 (en) * 2019-06-19 2022-07-14 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and power converter
JP7247124B2 (ja) * 2020-01-07 2023-03-28 三菱電機株式会社 半導体モジュール
JP7384146B2 (ja) 2020-11-26 2023-11-21 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置
JP7479307B2 (ja) 2021-01-14 2024-05-08 三菱電機株式会社 半導体装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS554990A (en) * 1978-06-27 1980-01-14 Nec Corp Composite integrated circuit device
JP4666185B2 (ja) * 2008-06-26 2011-04-06 三菱電機株式会社 半導体装置
DE112011103926B4 (de) * 2010-11-25 2018-03-08 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung
JP2014130875A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
EP2960936A4 (de) 2013-02-22 2016-10-19 Hitachi Ltd Harzversiegelte elektronische steuerungsvorrichtung
JP2015046476A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 三菱電機株式会社 電力用半導体装置およびその製造方法
JP6384112B2 (ja) * 2014-04-25 2018-09-05 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール用基板及びヒートシンク付パワーモジュール用基板
JP6292017B2 (ja) * 2014-05-14 2018-03-14 日産自動車株式会社 パワー半導体モジュール及びその製造方法
JP6488917B2 (ja) 2014-07-04 2019-03-27 三菱マテリアル株式会社 放熱板付パワーモジュール用基板及びパワーモジュール
CN106463477B (zh) * 2014-07-04 2019-03-12 三菱综合材料株式会社 功率模块用基板单元及功率模块
WO2016120997A1 (ja) 2015-01-27 2016-08-04 三菱電機株式会社 半導体モジュール
US10727145B2 (en) * 2016-09-21 2020-07-28 Mitsubishi Electric Corporation Semiconducter device with filler to suppress generation of air bubbles and electric power converter

Also Published As

Publication number Publication date
US20210082778A1 (en) 2021-03-18
CN112236860B (zh) 2024-04-16
CN112236860A (zh) 2021-01-15
US11476170B2 (en) 2022-10-18
WO2019239615A1 (ja) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015002001B4 (de) Halbleitermodul
DE112018007723T5 (de) Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung
DE102017220212B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektrische Leistungswandlungsvorrichtung
DE112018002403B4 (de) Leistungsmodul, elektroenergie-umwandlungseinrichtung, sowie verfahren zum herstellen eines leistungsmoduls
DE4421319A1 (de) Niederinduktives Leistungshalbleitermodul
DE112018000701T5 (de) Leistungshalbleitermodul und leistungswandlervorrichtung
DE212018000087U1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102016206233A1 (de) Leistungsmodul mit einem Ga-Halbleiterschalter sowie Verfahren zu dessen Herstellung, Wechselrichter und Fahrzeugantriebsystem
DE102020126810A1 (de) Halbleitermodul und Leistungsumwandlungseinrichtung
DE102019211221B4 (de) Leistungs-Halbleitervorrichtung und deren Herstellungsverfahren und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE102019208826B4 (de) Leistungsmodul und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE112020007745T5 (de) Halbleitergehäuse, halbleitervorrichtung und leistungswandlervorrichtung
DE112019002203T5 (de) Halbleitereinheit und leistungswandler
DE102019112935A1 (de) Halbleitermodul
DE112018008233T5 (de) Halbleiteranordnung, verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung und leistungswandler
DE102018203228A1 (de) Leistungshalbleitervorrichtung und Verfahren zur Fertigung derselben, und Leistungskonvertierungsvorrichtung
DE112009000737B4 (de) Aufbau eines Dreiphasen-Wechselrichtermoduls
DE102019217502A1 (de) Halbleitervorrichtung, elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE102019218322B4 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungswandler
DE112017007960T5 (de) Halbleitermodul und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE112018004816T5 (de) Leistungsmodul, verfahren zur herstellung desselben und leistungswandler
DE112019002851T5 (de) Halbleiterbauelement und leistungswandlervorrichtung
DE112019008007T5 (de) Leistungsmodul und leistungswandlereinheit
DE112019007175T5 (de) Leistungshalbleitermodul und leistungswandlergerät
DE112019002333T5 (de) Leistungshalbleitermodul, Verfahren zum Herstellen desselben und Leistungswandlungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence
R085 Willingness to licence withdrawn
R084 Declaration of willingness to licence