DE112019003733B4

DE112019003733B4 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112019003733B4
Application number: DE112019003733.1
Authority: DE
Inventors: Kosuke Kamiya; Ryota Tanabe; Tomohisa Sano; Takuo Nagase; Hiroshi Ishino; Shoichiro Omae
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2024-07-11
Anticipated expiration: 2039-05-29

Abstract

Halbleitervorrichtung, die einen Zweig einer Schaltung mit oberen und unteren Zweig konfiguriert, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist:
mindestens ein Halbleiterelement (30), das eine erste Hauptelektrode (32) und eine zweite Hauptelektrode (33) umfasst, wobei ein Hauptstrom zwischen der ersten Hauptelektrode und der zweiten Hauptelektrode fließt; und
eine Vielzahl von Hauptanschlüssen (60), die zwei oder mehr erste Hauptanschlüsse (60C), die mit der ersten Hauptelektrode verbunden sind, und zwei oder mehr zweite Hauptanschlüsse (60E), die mit der zweiten Hauptelektrode verbunden sind, umfassen wobei:
die zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse (60C) und die zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse (60E) abwechselnd benachbart zueinander angeordnet sind;
eine Seitenfläche von jedem der zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse (60C) einer Seitenfläche des benachbarten zweiten Hauptanschlusses (60E) in einer Richtung orthogonal zu einer Dickenrichtung des Halbleiterelements zugewandt ist;
eine Hauptanschlussgruppe (61) einen Teil der Vielzahl von Hauptanschlüssen umfasst, die kontinuierlich in der einen Richtung angeordnet sind;
die Hauptanschlussgruppe vier oder mehr Hauptanschlüsse einschließlich den zwei oder mehr ersten Hauptanschlüssen (60C) und den zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüssen (60E) umfasst; und
mindestens ein Teil von jedem der vier oder mehr Hauptanschlüssen in der Hauptanschlussgruppe in einem Bereich (A1) in einer Verlängerungslinie angeordnet ist, die sich in der einen Richtung von einer der beiden Endflächen (36, 37) des Halbleiterelements erstreckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Die JP 2015-82 614 A offenbart eine Halbleitervorrichtung, die einen Zweig bzw. Arm einer Schaltung mit oberen und unteren Zweig bzw. Arm konfiguriert. Die Halbleitervorrichtung umfasst ein Halbleiterelement mit einer ersten Hauptelektrode und einer zweiten Hauptelektrode, einem ersten Hauptanschluss, der mit der ersten Hauptelektrode verbunden ist, und einem zweiten Hauptanschluss, der mit der zweiten Hauptelektrode verbunden ist.
Ferner offenbart die US 2005/0 151 236 A1 eine Endpunkt-Erfassungsvorrichtung, die während eines Halbleiterherstellungsprozesses zur Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet wird. Die Endpunkt-Erfassungsvorrichtung ist so konstruiert, dass ein Filter eine polyedrische Form oder eine halbkugelförmige Form hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Halbleitervorrichtung umfasst einen ersten Hauptanschluss und einen zweiten Hauptanschluss. Der erste Hauptanschluss und der zweite Hauptanschluss sind in einer Richtung orthogonal zu einer Dickenrichtung eines Halbleiterelements angeordnet, insbesondere in einer Plattendickenrichtung des Hauptanschlusses. Nicht Plattenflächen, sondern Seitenflächen des ersten Hauptanschlusses und des zweiten Hauptanschlusses sind einander zugewandt. Obwohl eine Verdrahtungsinduktivität eines Hauptstromkreises durch eine solche gegenüberliegende Anordnung reduziert werden kann, ist die Seitenfläche kleiner als die Plattenfläche. Es ist erforderlich, die Induktivität weiter zu reduzieren.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Induktivität in einer Halbleitervorrichtung, die einen Zweig einer Schaltung mit oberen und unteren Zweig konfiguriert, im Vergleich zu einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung weiter zu reduzieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
In der Halbleitervorrichtung sind die zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse und die zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse abwechselnd benachbart zueinander angeordnet. Eine Seitenfläche von jedem der zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse ist einer Seitenfläche des benachbarten zweiten Hauptanschlusses in einer Richtung orthogonal zu einer Dickenrichtung des Halbleiterelements zugewandt. Da mehrere einander zugewandte Abschnitte der ersten Hauptanschlüsse und der zweiten Hauptanschlüsse vorgesehen sind, kann es möglich sein, die Induktivität effektiv zu reduzieren.
Mindestens ein Teil von jedem der vier oder mehr Hauptanschlüsse in der Hauptanschlussgruppe ist in einem Bereich in einer Verlängerungslinie angeordnet, die sich in der einen Richtung von einer der beiden Endflächen des Halbleiterelements erstreckt. Dementsprechend kann es möglich sein, den Strompfad zwischen dem Hauptanschluss und der Hauptelektrode zu vereinfachen, und dadurch kann es möglich sein, die Induktivität zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, kann es gemäß der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Offenbarung möglich sein, die Induktivität im Vergleich zu der herkömmlichen Halbleitervorrichtung zu reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen klarer ersichtlich. In den anhängenden Zeichnungen gilt:

1 ist eine Darstellung, die eine schematische Konfiguration einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung zeigt, auf die eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angewendet wird;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Halbleitervorrichtung zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie III-III von 2 verläuft.
4 ist eine Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung von einer Hauptanschlussseite aus gesehen;
5 ist eine Ansicht, die durch Weglassen eines Dichtungsharzkörpers aus 2 erhalten wird;
6 ist eine perspektivische Ansicht, bevor ein unnötiger Teil eines Leadframes abgeschnitten wird;
7 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem IGBT und dem Hauptanschluss zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Modifikation zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Modifikation zeigt;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Modifikation zeigt;
11 ist eine Darstellung, die ein Ergebnis der magnetischen Analyse der Gesamtinduktivität der Hauptanschlüsse zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine vierte Modifikation zeigt;
13 ist eine Draufsicht, die eine fünfte Modifikation zeigt und 7 entspricht;
14 ist eine Draufsicht, die eine sechste Modifikation zeigt und 7 entspricht;
15 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt und 7 entspricht;
16 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt und 7 entspricht;
17 ist eine Querschnittsansicht, die eine siebte Modifikation zeigt und 3 entspricht;
18 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVIII-XVIII von 17;
19 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel entlang einer XIX-XIX-Linie von 20 zeigt; und
20 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem IGBT und einem Hauptanschluss zeigt und 7 entspricht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen sind funktional und/oder strukturell korrespondierende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. In der folgenden Beschreibung wird eine Dickenrichtung eines Halbleiterelements als Z-Richtung und eine Richtung orthogonal zur Z-Richtung als X-Richtung angegeben. Eine Richtung, die sowohl zur Z-Richtung als auch zur X-Richtung orthogonal ist, wird als Y-Richtung dargestellt. Wenn nicht anders angegeben, ist eine Form entlang einer XY-Ebene, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist, eine planare Form.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
(Schematische Konfiguration der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung)
Eine in 1 gezeigte elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 ist beispielsweise an einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug montiert. Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 wandelt eine Gleichspannung, die von einer am Fahrzeug montierten Gleichstromquelle 2 geliefert wird, in Dreiphasen-Wechselstrom um und gibt den Dreiphasen-Wechselstrom AC an einen Motor 3 des Dreiphasen-Wechselstromsystems aus. Der Motor 3 fungiert als Fahrantriebsquelle des Fahrzeugs. Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 kann auch eine vom Motor 3 erzeugte elektrische Energie in Gleichstrom DC umwandeln und die elektrische Gleichstromquelle 2 laden. Auf diese Weise ist die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 in der Lage, eine bidirektionale Leistungsumwandlung durchzuführen.
Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 umfasst einen Glättungskondensator 4 und einen Inverter bzw. Wechselrichter 5 als Leistungswandler. Ein positiver Elektrodenanschluss des Glättungskondensators 4 ist mit einer positiven Elektrode der elektrischen Gleichstromquelle 2 verbunden, die eine hochpotentialseitige Elektrode der elektrischen Gleichstromquelle 2 ist. Ein negativer Elektrodenanschluss des Glättungskondensators 4 ist mit einer negativen Elektrode der elektrischen Gleichstromquelle 2 verbunden, die eine niederpotentialseitige Elektrode der elektrischen Gleichstromquelle 2 ist. Der Wechselrichter 5 wandelt den Eingangs-Gleichstrom in einen dreiphasigen Wechselstrom mit einer vorgegebenen Frequenz um und gibt den dreiphasigen Wechselstrom an den Motor 3 aus. Der Wechselrichter 5 wandelt die vom Motor 3 erzeugte elektrische Wechselstromleistung in eine elektrische Gleichstromleistung um.
Der Wechselrichter 5 umfasst Schaltungen mit oberen und unteren Zweigen bzw. Armen für drei Phasen. In der Schaltung mit oberen und unteren Zweig jeder Phase sind zwei Zweige in Reihe zwischen einer Hochpotential-Energiequellenleitung 6 und einer Niederpotential-Energiequellenleitung 7 angeschlossen. Die Hochpotential-Energiequellenleitung 6 ist eine Energiequellenleitung auf einer positiven Elektrodenseite und die Niederpotential-Energiequellenleitung 7 ist eine Energiequellenleitung auf einer negativen Elektrodenseite. In der Schaltung mit oberen und unteren Zweig jeder Phase ist ein Verbindungspunkt zwischen dem oberen Zweig und dem unteren Zweig mit einer Ausgangsleitung 8 zum Motor 3 verbunden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (im Folgenden als IGBT bezeichnet) als Halbleiterelement verwendet, das jeden Zweig bzw. Arm konfiguriert. Eine Halbleitervorrichtung 10 umfasst einen IGBT 30. Der IGBT 30 ist in Sperrrichtung parallel zu einer FWD 35 geschaltet, die eine Freilaufdiode ist. Ein Zweig wird durch eine Halbleitervorrichtung 10 konfiguriert. Der IGBT 30 weist eine Gate-Elektrode 31 auf.
Als IGBT 30 wird ein n-Kanal-Typ verwendet. Im oberen Zweig sind die Kollektorelektroden 32 des IGBTs 30 elektrisch mit der Hochpotential-Energiequellenleitung 6 verbunden. Im unteren Zweig sind die Emitterelektroden 33 der IGBTs 30 elektrisch mit der Niederpotential-Energiequellenleitung 7 verbunden. Die Emitterelektroden 33 der IGBTs 30 im oberen Zweig und die Kollektorelektroden 32 der IGBTs 30 im unteren Zweig sind miteinander verbunden.
Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 kann zusätzlich zu dem Glättungskondensator 4 und dem Wechselrichter 5, die oben beschrieben sind, einen Hochsetzsteller, der die von der elektrischen Gleichstrom-(DC)-quelle 2 gelieferte Gleichspannung hochsetzt, eine Ansteuerschaltung des Halbleiterelements, das den Wechselrichter 5 oder den Hochsetzsteller konfiguriert, und eine Steuerschaltung, die eine Ansteueranweisung an die Ansteuerschaltung ausgibt, und dergleichen enthalten.
(Schematische Konfiguration der Halbleitervorrichtung)
Wie in den 2 bis 7 gezeigt ist, umfasst die Halbleitervorrichtung 10 einen Dichtungsharzkörper 20, den IGBT 30, ein leitendes Element 40, einen Anschluss 50, einen Hauptanschluss 60 und einen Signalanschluss 70. 5 ist eine Ansicht, in der der Dichtungsharzkörper 20 in 2 weggelassen ist. 6 zeigt einen Zustand, in dem der Dichtungsharzkörper 20 geformt wurde und ein unnötiger Teil eines Leadframes 90 nicht entfernt wurde. 7 ist eine Draufsicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem IGBT 30 und dem Hauptanschluss 60 zeigt. In 7 sind ein Teil des Dichtungsharzkörpers 20, ein leitendes Element 40E und der Anschluss 50 weggelassen.
Der Dichtungsharzkörper 20 besteht z.B. aus einem Epoxidharz. Der Dichtungsharzkörper 20 wird z.B. durch ein Transfer-Molding-Verfahren geformt. Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, weist der Dichtungsharzkörper 20 eine erste Fläche 21 und eine zweite Fläche 22 auf, die der ersten Fläche 21 in Z-Richtung gegenüberliegt. Die erste Fläche 21 und die zweite Fläche 22 sind z.B. ebene Flächen. Der Dichtungsharzkörper 20 weist eine Seitenfläche auf, die die erste Fläche 21 und die zweite Fläche 22 verbindet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Dichtungsharzkörper 20 eine im Wesentlichen rechteckige Form in einer Draufsicht auf.
Die IGBTs 30 als Halbleiterelemente sind auf einem Halbleitersubstrat (Halbleiterchip) aus Si, SiC, GaN oder dergleichen ausgebildet. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst einen IGBT 30. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die FWDs 35 jeweils integral mit den IGBTs 30 ausgebildet. Mit anderen Worten werden RC (Reverse Conducting)-IGBTs als die IGBTs 30 verwendet.
Jeder IGBT 30 weist eine vertikale Struktur auf, so dass ein Hauptstrom in der Z-Richtung fließt. Der IGBT 30 weist die Gate-Elektrode 31 (nicht dargestellt) auf. Die Gate-Elektrode 31 weist eine Grabenstruktur auf. Wie in 3 gezeigt ist, weist der IGBT 30 die Kollektorelektrode 32 auf einer ersten Flächenseite und die Emitterelektrode 33 auf einer zweiten Flächenseite, die der ersten Flächenseite in Dickenrichtung des IGBT 30, d.h. in Z-Richtung, gegenüberliegt, auf. Die Kollektorelektrode 32 dient auch als Kathodenelektrode des FWD 35, und die Emitterelektrode 33 dient auch als Anodenelektrode des FWD 35. Die Kollektorelektrode 32 ist fast auf der gesamten einen Fläche ausgebildet. Die Emitterelektrode 33 ist auf einem Teil einer Rückfläche ausgebildet. Die Kollektorelektrode 32 und die Emitterelektrode 33 entsprechen Hauptelektroden. Die Kollektorelektrode 32 entspricht einer ersten Hauptelektrode, und die Emitterelektrode 33 entspricht einer zweiten Hauptelektrode.
Wie in 3 und 7 gezeigt ist, weist der IGBT 30 ein Pad 34 auf, das eine Elektrode für ein Signal ist und auf einer Rückseite angeordnet ist, auf der die Emitterelektrode 33 ausgebildet ist. Das Pad 34 ist an einer anderen Position als die Emitterelektrode 33 ausgebildet. Das Pad 34 ist von der Emitterelektrode 33 elektrisch isoliert. Das Pad 34 ist an einem Ende auf der Seite ausgebildet, die dem Bildungsbereich der Emitterelektrode 33 in Y-Richtung gegenüberliegt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeder der IGBTs 30 fünf Pads 34 auf. Insbesondere sind die fünf Pads 34 für eine Gate-Elektrode, einen Kelvin-Emitter zum Erfassen eines Potentials der Emitter-Elektrode 33, einen Stromsensor, ein Anodenpotential eines Temperatursensors (temperaturempfindliche Diode) zum Erfassen der Temperatur des IGBTs 30 und ein Kathodenpotential vorgesehen. Die fünf Pads 34 sind gemeinsam an einer Endseite in Y-Richtung ausgebildet und sind in X-Richtung in den IGBTs 30 ausgerichtet, die eine im Wesentlichen rechteckige ebene bzw. planare Form haben.
Das leitende Element 40 stellt ein elektrisches Relais zwischen dem IGBT 30 und dem Hauptanschluss 60 dar. Das heißt, das leitende Element 50 fungiert als eine Verdrahtung für die Hauptelektrode. Das leitende Element 40 hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch die Funktion, die Wärme des IGBT 30 nach außen der Halbleitervorrichtung 10 abzuleiten. Daher wird das leitende Element 40 auch als Kühlkörper bezeichnet. Das leitende Element 40 ist aus mindestens einem metallischen Material wie Cu gebildet, um eine elektrische Leitfähigkeit und eine thermische Leitfähigkeit sicherzustellen.
Die leitenden Elemente 40 sind paarweise vorgesehen, um den IGBT 30 sandwichartig zu umschließen. Jedes der leitenden Elemente 40 ist so angeordnet, dass es den IGBT 30 in der Projektionsansicht aus der Z-Richtung umschließt. Die Halbleitervorrichtung 10 weist als das Paar der leitenden Elemente 40 ein leitendes Element 40C, das nahe der Kollektorelektrode 32 des IGBT 30 angeordnet ist, und ein leitendes Element 40E, das nahe der Emitterelektrode 33 angeordnet ist, auf. Das leitende Element 40C ist ein elektrisches Relais zwischen der Kollektorelektrode 32 und einem später beschriebenen Hauptanschluss 60C. Das leitende Element 40E stellt ein elektrisches Relais zwischen der Emitterelektrode 33 und einer später beschriebenen Hauptanschluss 60E dar.
Wie in 3, 5 und 7 gezeigt ist, weist das leitende Element 40C einen Hauptabschnitt 41C, der ein dicker Abschnitt in der Z-Richtung ist, und einen Erweiterungsabschnitt 42C, der ein Abschnitt ist, der dünner als der Hauptabschnitt 41C ist, auf. Der Hauptabschnitt 41C hat eine im Wesentlichen ebene bzw. planare Form mit einer im Wesentlichen konstanten Dicke. Der Hauptabschnitt 41C weist eine Montagefläche 43C in der Nähe des IGBT 30 in der Z-Richtung und eine Wärmeabstrahlungsfläche 44C gegenüber der Montagefläche 43C auf. Der Verlängerungsabschnitt 42C erstreckt sich vom Ende des Hauptabschnitts 41C in der Y-Richtung. Der Verlängerungsabschnitt 42C erstreckt sich in Y-Richtung mit der gleichen Länge in X-Richtung, d.h. mit der gleichen Breite wie der Hauptabschnitt 41C. Eine Fläche des Verlängerungsabschnitts 42C in der Nähe des IGBT 30 verläuft im Wesentlichen bündig mit der Montagefläche 43C des Hauptabschnitts 41C. Eine gegenüberliegende, vom IGBT 30 entfernte Fläche ist durch den Dichtungsharzkörper 20 abgedichtet. Der Verlängerungsabschnitt 42C kann zumindest an dem Ende nahe der Anordnungsposition des Hauptanschlusses 60 vorgesehen sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verlängerungsabschnitt 42C an jedem der beiden Enden des Hauptabschnitts 41C angeordnet. In 7 ist eine Grenze zwischen dem Hauptabschnitt 41C und dem Verlängerungsabschnitt 42C durch eine lange gestrichelte doppelt gepunktete Linie dargestellt.
Wie in 3 und 5 gezeigt ist, weist das leitende Element 40E einen Hauptabschnitt 41E auf, der ein dicker Abschnitt in der Z-Richtung ist, und einen Verlängerungsabschnitt 42E auf, der ein Abschnitt ist, der dünner als der Hauptabschnitt 41E ist. Der Hauptabschnitt 41E weist eine im Wesentlichen planare Form mit der im Wesentlichen konstanten Dicke auf. Der Hauptabschnitt 41E weist eine Montagefläche 43E nahe dem IGBT 30 in der Z-Richtung und eine Wärmeabstrahlungsfläche 44E gegenüber der Montagefläche 43C auf. Der Verlängerungsabschnitt 42E erstreckt sich vom Ende des Hauptabschnitts 41E in der Y-Richtung. Der Verlängerungsabschnitt 42E erstreckt sich in Y-Richtung mit der gleichen Länge in X-Richtung, d.h. mit der gleichen Breite wie der Hauptabschnitt 41E. Eine Fläche des Verlängerungsabschnitts 42E in der Nähe des IGBT 30 verläuft im Wesentlichen bündig mit der Montagefläche 43E des Hauptabschnitts 41E. Eine gegenüberliegende, vom IGBT 30 entfernte Fläche ist durch den Dichtungsharzkörper 20 abgedichtet. Der Verlängerungsabschnitt 42E kann zumindest an dem Ende nahe der Anordnungsposition des Hauptanschlusses 60 vorgesehen sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verlängerungsabschnitt 42E an jedem der beiden Enden des Hauptabschnitts 41E angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden gemeinsame Teile als die leitenden Elemente 40C und 40E verwendet.
Die Montagefläche 43C im Hauptabschnitt 41C des leitenden Elements 40C ist über ein Lot 80 mit der Kollektorelektrode 32 des IGBT 30 verbunden. Die Verbindungsmethode ist nicht auf die Lötverbindung beschränkt. Der größte Teil des leitfähigen Elements 40C ist mit dem Dichtungsharzkörper 20 bedeckt. Die Wärmeabstrahlungsfläche 44C des leitfähigen Elements 40C ist vom Dichtungsharzkörper 20 freigelegt. Die Wärmeabstrahlungsfläche 44C verläuft im Wesentlichen bündig mit der ersten Fläche 21. In der Fläche des leitenden Elements 40C ist ein anderer Abschnitt als der Verbindungsabschnitt mit dem Lot 80, die Wärmeabstrahlungsfläche 44C und ein Abschnitt, der sich vom Hauptanschluss 60 fortsetzt, mit dem Dichtungsharzkörper 20 bedeckt.
Der Anschluss 50 ist zwischen dem IGBT 30 und dem leitenden Element 40E angeordnet. Die Anschluss 50 hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, und die ebene Form (ebene, im Wesentlichen rechteckige Form) stimmt im Wesentlichen mit der Emitterelektrode 33 überein. Da der Anschluss 50 in der Mitte der elektrischen Leiterbahn zwischen der Emitterelektrode 33 des IGBT 30 und dem leitenden Element 40E und der thermischen Leiterbahn positioniert ist, ist der Anschluss 50 zumindest aus dem Metallmaterial wie Cu gebildet, um die elektrische Leitfähigkeit und die thermische Leitfähigkeit sicherzustellen. Der Anschluss 50 ist so angeordnet, dass er der Emitterelektrode 33 zugewandt ist, und ist über ein Lot 81 mit der Emitterelektrode 33 verbunden. Das Verbindungsverfahren ist insbesondere nicht auf die Lötverbindung beschränkt. Die Anschluss 50 kann auch als Teil des später beschriebenen Leadframes 90 ausgebildet sein.
Die Montagefläche 43E im Hauptabschnitt 41E des leitenden Elements 40E ist über ein Lot 82 elektrisch mit der Emitterelektrode 33 des IGBT 30 verbunden. Insbesondere sind das leitende Element 40E und der Anschluss 50 über das Lot 82 verbunden. Die Emitterelektrode 33 und das leitende Element 40E sind über das Lot 81, den Anschluss 50 und das Lot 82 elektrisch verbunden. Der größte Teil des leitfähigen Elements 40E ist mit dem Dichtungsharzkörper 20 bedeckt. Die Wärmeabstrahlungsfläche 44E des leitfähigen Elements 40E ist von dem Dichtungsharzkörper 20 freigelegt. Die Wärmeabstrahlungsfläche 44E verläuft im Wesentlichen bündig mit der zweiten Fläche 22. In der Fläche des leitenden Elements 40E ist ein anderer Abschnitt als ein Verbindungsabschnitt mit dem Lot 82, Abschnitte, die sich von der Wärmeabstrahlungsfläche 44E und dem Hauptanschluss 60 fortsetzen, mit dem Dichtungsharzkörper 20 bedeckt.
Der Hauptanschluss 60 ist ein Anschluss, durch den ein Hauptstrom zwischen externen Verbindungsanschlüssen zum elektrischen Verbinden der Halbleitervorrichtung 10 und einer externen Vorrichtung fließt. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst die mehreren Hauptanschlüsse 60. Der Hauptanschluss 60 ist mit dem entsprechenden leitenden Element 40 verbunden. Durch die Verarbeitung desselben Metallelements kann der Hauptanschluss 60 einstückig mit dem leitenden Element 40 angeordnet sein. Der Hauptanschluss 60 kann wie das andere Element verbunden sein und sich dadurch von dem leitenden Element 40 fortsetzen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 6 gezeigt ist, ist der Hauptanschluss 60 als ein Teil des Leadframes 90 zusammen mit dem Signalanschluss 70 konfiguriert und ist ein von dem leitenden Element 40 verschiedenes Element. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Hauptanschluss 60 mit dem entsprechenden leitenden Element 40 in dem Dichtungsharzkörper 20 verbunden.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, erstreckt sich jeder der Hauptanschlüsse 60 von dem entsprechenden leitenden Element 40 in Y-Richtung und ragt von einer Seitenfläche 23 des Dichtungsharzkörpers 20 nach außen. Die Hauptanschlüsse 60 erstrecken sich in und aus dem Dichtungsharzkörper 20. Die Hauptanschlüsse 60 sind elektrisch mit den Hauptelektroden der IGBTs 30 verbunden. Die Halbleitervorrichtung 10 weist als Hauptanschlüsse 60 den Hauptanschluss 60C, der elektrisch mit der Kollektorelektrode 32 verbunden ist, und den Hauptanschluss 60E, der elektrisch mit der Emitterelektrode 33 verbunden ist, auf. Der Hauptanschluss 60C entspricht einem ersten Hauptanschluss, und der Hauptanschluss 60E entspricht einem zweiten Hauptanschluss. Der Hauptanschluss 60C wird auch als Kollektoranschluss bezeichnet, und der Hauptanschluss 60E wird auch als Emitteranschluss bezeichnet.
Der Hauptanschluss 60C ist mit dem leitenden Element 40C verbunden. Insbesondere ist der Hauptanschluss 60C mit einer Fläche eines Verlängerungsabschnitts 42C über ein Lot 83 verbunden, wobei sich die eine Fläche in der Nähe des IGBT 30 befindet. Das Verbindungsverfahren ist insbesondere nicht auf das Löten beschränkt. Der Hauptanschluss 60C erstreckt sich in Y-Richtung von dem leitenden Element 40C und ragt von der Seitenfläche 23 des Dichtungsharzkörpers 20 nach außen. Der Hauptanschluss 60E ist mit dem leitenden Element 40E verbunden. Insbesondere ist der Hauptanschluss 60E mit einer Fläche eines Verlängerungsabschnitts 42E über ein Lot 84 verbunden, wobei sich die eine Fläche in der Nähe des IGBT 30 befindet. Das Verbindungsverfahren ist insbesondere nicht auf das Löten beschränkt. Der Hauptanschluss 60E erstreckt sich von dem leitenden Element 40E in der Y-Richtung, die die gleiche Richtung wie die des Hauptanschlusses 60C ist, und ragt von der gleichen Seitenfläche 23 wie die des Hauptanschlusses 60C nach außen, wie in 3 und 4 gezeigt. Details zu den Hauptanschlüssen 60C und 60E werden später beschrieben.
Die Signalanschlüsse 70 sind mit den Pads 34 des entsprechenden IGBT 30 verbunden. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst die mehreren Signalanschlüsse 70. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die mehreren Signalanschlüsse über einen Bonddraht 85 verbunden. Der Signalanschluss 70 ist mit dem Bonddraht 85 im Inneren des Dichtungsharzkörpers 20 verbunden. Fünf Signalanschlüsse 70, die mit den Pads 34 verbunden sind, erstrecken sich in Y-Richtung und ragen von der Seitenfläche 23 und einer der Seitenfläche 23 gegenüberliegenden Seitenfläche 24 im Dichtungsharzkörper 20 nach außen. Die Signalanschluss 70 ist wie oben beschrieben als Teil des Leadframes 90 ausgebildet. Die Signalanschluss 70 kann zusammen mit der Hauptanschluss 60C durch Bearbeitung desselben Metallelements einstückig mit dem leitenden Element 40C angebracht werden.
Das Leadframe 90 umfasst einen äußeren peripheren Rahmenteil 91 und einen Verbindungssteg 92 in einem Zustand vor dem Schneiden, wie in 6 gezeigt. Jeder der Hauptanschlüsse 60 und jeder der Signalanschlüsse 70 sind über den Verbindungssteg 92 an dem äußeren Umfangsrahmenteil 91 befestigt. Nach dem Gießen des Dichtungsharzkörpers 20 wird ein nicht benötigter Teil des Leadframes 90, wie z.B. der äußere Umfangsrahmenteil 91 oder der Verbindungssteg 92, entfernt. Dadurch werden der Hauptanschluss 60 und der Signalanschluss 70 elektrisch getrennt. Man erhält die Halbleitervorrichtung 10. Als Leadframe 90 kann entweder ein Material mit einer konstanten Dicke oder ein verformtes Material mit einer nicht konstanten Dicke verwendet werden.
In der Halbleitervorrichtung 10, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, dichtet der Dichtungsharzkörper 20 integral einen Teil von jedem der IGBTs 30 und des leitenden Elements 40 und einen Teil von jedem der Anschlüsse 50, des Hauptanschlusses 60 und des Signalanschlusses 70, ab. Das heißt, die Elemente, die einen Zweig konfigurieren, sind abgedichtet. Daher wird Die Halbleitervorrichtung 10 auch als „1-in-1-Gehäuse“ bezeichnet.
Die Wärmeabstrahlungsfläche 44C des leitenden Elements 40C verläuft im Wesentlichen bündig mit der ersten Fläche 21 des Dichtungsharzkörpers 20. Die Wärmeabstrahlungsfläche 44E des leitfähigen Elements 40E verläuft im Wesentlichen bündig mit der zweiten Fläche 22 des Dichtungsharzkörpers 20. Die Halbleitervorrichtung 10 hat eine doppelseitige Wärmestrahlungsstruktur, bei der die Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E beide aus dem Dichtungsharzkörper 20 herausragen. Die Halbleitervorrichtung 10 kann z.B. durch Schneiden des leitenden Elements 40 zusammen mit dem Dichtungsharzkörper 20 gebildet werden. Die Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E können auch durch Formen des Dichtungsharzkörpers 20 gebildet werden, so dass sie in Kontakt mit einer Hohlraumwandfläche einer Form zum Formen des Dichtungsharzkörpers 20 sind.
(Details des Hauptanschlusses)
Der Hauptanschluss 60 umfasst mindestens einen des Hauptanschlusses 60C oder des Hauptanschlusses 60E. Der Hauptanschluss 60C und der Hauptanschluss 60E sind in der X-Richtung, die die Plattenbreitenrichtung des Hauptanschlusses 60 ist, so angeordnet, dass die Plattenflächen des Hauptanschlusses 60C und des Hauptanschlusses 60E einander nicht gegenüberliegen und die Seitenflächen des Hauptanschlusses 60C und die Seitenfläche des Hauptanschlusses 60E einander gegenüberliegen. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst mehrere seitliche Flächenbereiche, die durch die benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E gebildet werden. Die Plattenfläche ist eine Fläche in der Plattendickenrichtung des Hauptanschlusses 60 unter den Flächen des Hauptanschlusses 60. Die Seitenfläche ist eine Fläche, die die Plattenflächen verbindet und entlang der Erstreckungsrichtung der Hauptanschluss 60 liegt. Die übrigen Flächen des Hauptanschlusses 60 sind beide Endflächen in Erstreckungsrichtung, d.h. eine vorstehende Endfläche und eine rückwärtige Endfläche. Mindestens ein Teil der seitlichen Flächen, die den seitlichen Endflächenabschnitt bilden, können in Richtung der Plattenstärke des Hauptanschlusses 60 einander gegenüberliegen. Beispielsweise können die Seitenflächen so angeordnet sein, dass sie sich in der Plattendickenrichtung verschieben. Es ist jedoch effektiver, wenn sie einander allseitig zugewandt sind.
Eine Plattenbreitenrichtung ist orthogonal zur Plattendickenrichtung des IGBT 30, d.h. die Z-Richtung, und die Plattenbreitenrichtung (X-Richtung) entspricht einer Richtung. Eine Fläche der seitlichen Fläche des Hauptanschlusses 60 ist kleiner als die der Plattenfläche. Die Hauptanschlüsse 60C und 60E sind so angeordnet, dass sie nebeneinanderliegen. Dadurch, dass sie nebeneinanderliegen, sind der Hauptanschluss 60C und der Hauptanschluss 60E abwechselnd in einer Konfiguration mit mehreren Hauptanschlüssen 60C und 60E angeordnet. Die Hauptanschlüsse 60C und 60E sind der Reihe nach angeordnet.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst eine Hauptanschlussgruppe 61 frei oder mehr Hauptanschlüsse 60, die kontinuierlich in X-Richtung angeordnet sind. Wie oben beschrieben, sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E nebeneinander angeordnet, die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst sowohl die Hauptanschlüsse 60C als auch 60E, und mindestens eine der Anzahl der Hauptanschlüsse 60C oder der Anzahl der Hauptanschlüsse 60E ist zwei oder mehr. Mindestens ein Teil jedes Hauptanschlusses 60, der die Hauptanschlussgruppe 61 konfiguriert, ist in einem vorbestimmten Bereich A1 angeordnet. Der Bereich A1 ist ein Bereich zwischen, in der X-Richtung, einer Verlängerungslinie L1, die sich virtuell von einer Endfläche 36 des IGBTs 30 erstreckt, und einer Verlängerungslinie L2, die sich virtuell von einer Endfläche 37 gegenüber der Endfläche 36 erstreckt. In der X-Richtung entspricht eine Länge zwischen den Verlängerungslinien L1 und L2 einer Breite des IGBT 30, d.h. einer Elementbreite.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Hauptanschlüsse 60C und 60E über ihre gesamte Länge in der gleichen Richtung (Y-Richtung). Der Hauptanschluss 60 hat eine gerade, ebene Form und weist keinen Verlängerungsabschnitt in X-Richtung auf. Die Dicke des Hauptanschlusses 60C ist dünner als die des Hauptabschnitts 41C und entspricht z.B. fast der des Verlängerungsabschnitts 42C. Die Dicke des Hauptanschlusses 60E ist dünner als die des Hauptabschnitts 41E und ist z.B. fast die gleiche wie die des Erweiterungsabschnitts 42E. Die Dicke des Hauptanschlusses 60 ist insgesamt im Wesentlichen konstant, und die Hauptanschlüsse 60C und 60E haben im Wesentlichen die gleiche Dicke. Eine Breite W1 der Hauptanschlüsse 60 ist insgesamt im Wesentlichen konstant, und die Hauptanschlüsse 60C und 60E haben die gleiche Breite. Ein Abstand P1 zwischen den benachbarten Hauptanschlüssen 60 in X-Richtung ist ebenfalls für alle Hauptanschlüsse 60 gleich. Der Abstand P1 wird auch als Zwischenanschlussabstand bezeichnet.
Jeder der Hauptanschlüsse 60 weist zwei gebogene Abschnitte im Dichtungsharzkörper 20 auf. Dadurch hat der Hauptanschluss 60 eine im Wesentlichen gekröpfte Form in einer ZY-Ebene. In dem Hauptanschluss 60 hat ein Abschnitt nahe der Spitze im Vergleich zu dem oben beschriebenen gebogenen Abschnitt eine flache Plattenform, und ein Teil des flachen plattenförmigen Abschnitts ragt aus dem Dichtungsharzkörper 20 heraus. In dem aus dem Dichtungsharzkörper 20 herausragenden Abschnitt, d.h. dem oben beschriebenen flachen, plattenförmigen Abschnitt, sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E an im Wesentlichen den gleichen Positionen in Z-Richtung angeordnet, wie in den 3 und 4 gezeigt. In dem flachen, plattenförmigen Abschnitt stimmen die Dickenrichtungen der Hauptanschlüsse 60C und 60E im Wesentlichen mit der Z-Richtung überein. Dabei sind fast der gesamte Bereich der Seitenfläche des Hauptanschlusses 60C und fast der gesamte Bereich der Seitenfläche des Hauptanschlusses 60E in Z-Richtung einander zugewandt. Außerdem sind die Erstreckungslängen der flach geformten Abschnitte der Hauptanschlüsse 60C und 60E im Wesentlichen gleich. Die Hauptanschlüsse 60C und der Hauptanschluss 60E sind in Y-Richtung im Wesentlichen an denselben Positionen angeordnet. Dabei sind fast die gesamten Bereiche der flach geformten Abschnitte der Seitenflächen der Hauptanschlüsse 60C und 60E einander zugewandt.
Wie in 2 und den 5 bis 7 gezeigt ist, umfasst die Halbleitervorrichtung 10 eine ungerade Anzahl von Hauptanschlüssen 60, nämlich neun Hauptanschlüsse 60. Vier der neun Hauptanschlüsse 60 sind die Hauptanschlüsse 60C, und die restlichen fünf sind die Hauptanschlüsse 60E. Die Hauptanschlüsse 60C und 60E sind abwechselnd in X-Richtung angeordnet. Dadurch weist Die Halbleitervorrichtung 10 acht seitliche, der Fläche zugewandte Abschnitte auf. An den beiden Enden in X-Richtung sind die Hauptanschlüsse 60E angeordnet, und die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst sieben andere Hauptanschlüsse 60 als den an den beiden Enden angeordneten Hauptanschluss 60E. Die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst eine ungerade Anzahl von (sieben) Hauptanschlüssen 60, nämlich vier Hauptanschlüsse 60C und drei Hauptanschlüsse 60E. Der gesamte Bereich jeder der beiden Hauptanschlüssen 60E, der nicht die Hauptanschlussgruppe 61 konfiguriert, befindet sich außerhalb des Bereichs A in X-Richtung. Die Anzahl der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, ist größer als die Anzahl der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 nicht konfigurieren.
Unter den sieben Hauptanschlüssen 60, die in der Hauptanschlussgruppe 61 enthalten sind, ist ein Teil jedes der beiden Hauptanschlüsse 60C, die an beiden Enden positioniert sind, im Bereich A1 in der X-Richtung platziert. Der gesamte Bereich jedes der verbleibenden fünf Hauptanschlüsse 60 befindet sich im Bereich A1 in der X-Richtung. Auf diese Weise werden einige der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 bilden, vollständig im Bereich A1 platziert, und die übrigen Hauptanschlüsse 60 werden teilweise im Bereich A1 platziert. Insbesondere ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder der mehreren (fünf) Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, vollständig in dem Bereich A1 angeordnet.
Wie oben beschrieben, haben die Hauptanschlüsse 60C und 60E die gleiche Breite W1, und der Abstand P1 zwischen den Hauptanschlüssen 60C und 60E ist ebenfalls für alle Hauptanschlüsse 60 gleich. Ein Mittelpunkt der Breite des Hauptanschlusses 60E, der sich in der Mitte in X-Richtung unter der ungeraden Anzahl von Hauptanschlüssen 60 befindet, ist auf einer Mittellinie CL positioniert, die durch die Mitte des IGBT 30 verläuft. Auf diese Weise sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL angeordnet, die durch die Mitte des IGBT 30 in X-Richtung verläuft. Die mehreren Hauptanschlüsse 60C sind symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL angeordnet, und die Hauptanschlüsse 60E sind symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL angeordnet. Die ungerade Anzahl von Hauptanschlüssen 60, die in der Hauptanschlussgruppe 61 enthalten sind, werden symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL angeordnet. Die Erstreckungsrichtung der Mittellinie CL ist orthogonal zur Z-Richtung und zur X-Richtung.
Wie oben beschrieben, ist in der Halbleitervorrichtung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens eine der Anzahl von Hauptanschlüssen 60C oder der Anzahl von Hauptanschlüssen 60E vielfach, und die Hauptanschlüsse 60C und 60E sind in der X-Richtung benachbart zueinander angeordnet. Die Seitenflächen der benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E sind einander zugewandt. Die Richtung des Hauptstroms an der Hauptanschluss 60C ist entgegengesetzt zu derjenigen an der Hauptanschluss 60E. Auf diese Weise sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E so angeordnet, dass sie die magnetischen Flüsse, die beim Fließen des Hauptstroms erzeugt werden, aufheben. Daher kann es möglich sein, die Induktivität zu reduzieren. Insbesondere kann es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich sein, die Induktivität effektiv zu verringern, da die Hauptanschlüsse 60C und 60E mit mehreren seitlichen Flächenabschnitten versehen sind. Da die mehreren Hauptanschlüsse 60 desselben Typs parallel angeordnet sind, kann es möglich sein, die Induktivität zu reduzieren.
Die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst mindestens drei kontinuierlich angeordnete Hauptanschlüsse 60. Mindestens ein Teil jedes Hauptanschlusses 60, der die Hauptanschlussgruppe 61 konfiguriert, ist in dem Bereich A1 zwischen den Verlängerungslinien L1 und L2, die sich von den beiden Endflächen 36 und 37 des IGBT 30 erstrecken, in X-Richtung angeordnet. Das heißt, die mehreren seitlichen Flächenabschnitte sind in dem Bereich A1 angeordnet. Dadurch kann es möglich sein, den Strompfad zwischen dem Hauptanschluss 60, der die Hauptanschlussgruppe 61 konfiguriert, und der Hauptelektrode des IGBT 30 zu vereinfachen, insbesondere den Strompfad zu verkürzen. Daher kann es möglich sein, die Induktivität zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, kann es gemäß der Halbleitervorrichtung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich sein, die Induktivität der Hauptstromkreisverdrahtung im Vergleich zu der herkömmlichen Struktur zu reduzieren. Die mehreren Hauptanschlüsse 60 können in der X-Richtung so angeordnet sein, dass die Seitenflächen einander gegenüberliegen. Die Hauptanschlussgruppe 61 kann mindestens drei Hauptanschlüsse 60 umfassen. Die mindestens drei Hauptanschlüsse 60 können mindestens einen der mehreren Hauptanschlüsse 60C oder die Hauptanschlüsse 60E umfassen. Teilweise können die Hauptanschlüsse 60 desselben Typs durchgehend angeordnet sein. Da mindestens einer der mehreren Hauptanschlüsse 60C oder der mehreren Hauptanschlüsse 60E parallel angeordnet sind, kann dadurch die Induktivität reduziert werden. Da die Hauptanschlussgruppe 61 vorgesehen ist, kann es möglich sein, den Strompfad zwischen dem Hauptanschluss 60, der die Hauptanschlussgruppe 61 bildet, und der Hauptelektrode des IGBT 30 zu vereinfachen. Dadurch kann es möglich sein, die Induktivität zu reduzieren. Dementsprechend können die Effekte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt werden. Da jedoch, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, die Hauptanschlüsse 60C und 60E benachbart zueinander angeordnet sind, kann es möglich sein, die Induktivität aufgrund des Effekts der Aufhebung des magnetischen Flusses weiter zu reduzieren.
In der Hauptanschlussgruppe 61 ist der Hauptanschluss 60, der vollständig in der Region A1 in der X-Richtung angeordnet ist, im Hinblick auf die Vereinfachung des Strompfades im Vergleich zu der Hauptanschluss 60, die teilweise in der Region A1 angeordnet ist, vorzuziehen. In das vorliegende Ausführungsbeispiel sind einige der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 bilden, vollständig in dem Bereich A1 angeordnet, und die übrigen Hauptanschlüsse 60 sind teilweise in dem Bereich A1 angeordnet. Da die Hauptanschlussgruppe 61 den Hauptanschluss 60 umfasst, der für die Vereinfachung des Strompfades effektiver ist, kann es möglich sein, die Induktivität effektiv zu reduzieren. Insbesondere sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Hauptanschlüsse 60 enthalten, die vollständig in dem Bereich angeordnet sind. Da die mehreren Hauptanschlüsse 60, die zur Vereinfachung des Strompfades effektiver sind, eingeschlossen sind, kann es möglich sein, die Induktivität effektiver zu reduzieren.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 ungerade. Wenn die Anzahl ungerade ist, ist es einfach, Symmetrie in der X-Richtung zu haben, und es kann möglich sein, die Vorspannung des Strompfades zwischen dem Hauptanschluss 60 und dem IGBT 30 zu verhindern. Die Anordnungsreihenfolge der Hauptanschlüsse 60 in X-Richtung ist unabhängig vom Blickwinkel von der ersten Fläche 21 oder dem Blickwinkel von der zweiten Fläche 22 gleich. Dementsprechend kann es möglich sein, die Freiheit der Platzierung der Halbleitervorrichtung 10 zu verbessern.
Insbesondere sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hauptanschlüsse 60C und 60E symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL des IGBT 30 in der X-Richtung angeordnet. Dadurch fließt der Hauptstrom des IGBT 30 symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CL. Der Hauptstrom fließt auf der linken Seite und der rechten Seite nahezu gleichmäßig in Bezug auf die Mittellinie CL. Dementsprechend kann es möglich sein, die Induktivität weiter zu reduzieren. Darüber hinaus kann es möglich sein, die lokale Wärmeentwicklung zu unterdrücken.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat ein Beispiel gezeigt, in dem die ungerade Anzahl von Hauptanschlüssen 60 neun ist. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können Konfigurationen wie die in den 8 bis 10 gezeigt sind, verwendet werden. In den 8 bis 10 sind der Einfachheit halber der Dichtungsharzkörper 20 und der Signalanschluss 70 nicht dargestellt. In den 8 bis 10 ist der Bereich A1 der Einfachheit halber nicht dargestellt, und die Verlängerungslinien L1 und L2, die den Bereich A1 definieren, sind dargestellt.
In der ersten in 8 gezeigten Modifikation umfasst die Halbleitervorrichtung 10 drei Hauptanschlüsse 60, nämlich einen Hauptanschluss 60C und zwei Hauptanschlüsse 60E. Das heißt, die Halbleitervorrichtung umfasst zwei seitliche, der Fläche zugewandte Abschnitte. Die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst alle Hauptanschlüsse 60. Der in der Mitte angeordnete Hauptanschluss 60C befindet sich in X-Richtung vollständig in dem oben beschriebenen Bereich A1. Die Hauptanschlüsse 60E an den beiden Enden sind teilweise in dem Bereich A1 angeordnet.
In der zweiten Modifikation, die in 9 gezeigt ist, umfasst die Halbleitervorrichtung 10 fünf Hauptanschlüsse 60, nämlich zwei Hauptanschlüsse 60C und drei Hauptanschlüsse 60E. Das heißt, die Halbleitervorrichtung umfasst vier seitliche, der Fläche zugewandte Abschnitte. Die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst alle Hauptanschlüsse 60. Jeder der Hauptanschlüsse 60E befindet sich an beiden Enden teilweise im Bereich A1. Jeder der verbleibenden drei Hauptanschlüsse 60 ist vollständig im Bereich A1 platziert.
In der dritten Modifikation, die in 10 gezeigt ist, umfasst die Halbleitervorrichtung 10 sieben Hauptanschlüsse 60, nämlich drei Hauptanschlüsse 60C und vier Hauptanschlüsse 60E. Das heißt, die Halbleitervorrichtung umfasst sechs seitliche, der Fläche zugewandte Abschnitte. Die Hauptanschlussgruppe 61 umfasst alle Hauptanschlüsse 60. Jeder der Hauptanschlüsse 60E befindet sich an beiden Enden teilweise im Bereich A1. Jeder der verbleibenden fünf Hauptanschlüsse 60 ist vollständig in dem Bereich A1 platziert.
11 zeigt ein Ergebnis, das durch Ausführen einer Magnetfeldanalyse einer Gesamtinduktivität der Hauptanschlüsse der Halbleitervorrichtung 10 erhalten wurde. In dieser Magnetfeldanalyse (Simulation) wurde eine Länge (Breite) des leitenden Elements 40 in der X-Richtung auf 17 Millimeter und das Intervall P1 des Hauptanschlusses 60 auf 1,0 Millimeter eingestellt. Bei den Hauptanschlüssen 60, die dasselbe Halbleitervorrichtung 10 konfigurieren, werden die Breiten W1 so eingestellt, dass sie einander gleich sind. Wenn beispielsweise drei Hauptanschlüsse 60 vorgesehen sind, ist dies in 11 als drei Anschlüsse dargestellt. 11 zeigt als Vergleichsbeispiel eine Konfiguration (zwei Anschlüsse) mit nur zwei Hauptanschlüssen. Die neun Anschlüsse zeigen ein Ergebnis der gleichen Anordnung wie bei der Konfiguration (siehe 7) in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In ähnlicher Weise zeigen die drei Anschlüsse, die fünf Anschlüsse bzw. die sieben Anschlüsse Ergebnisse der gleichen Anordnungen der Konfigurationen, die in der ersten Modifikation (siehe 8), der zweiten Modifikation (siehe 9) und der dritten Modifikation (siehe 10) gezeigt sind.
Mit zunehmender Anzahl der Anschlüsse wird die Breite pro Anschluss schmaler und die Induktivität (Selbstinduktivität) steigt. Allerdings erhöht sich die Anzahl der seitlichen, der Fläche zugewandten Abschnitte. Die Anzahl der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, steigt mit zunehmender Anzahl der Anschlüsse bis zu der vorgegebenen Anzahl von Anschlüsse. Daher kann es möglich sein, die Induktivität zu verringern. Wie inden 8 bis 10 gezeigt ist, umfasst die Hauptanschlussgruppe 61 alle Hauptanschlüsse 60, wenn die Anzahl der Anschlüsse drei, fünf oder sieben beträgt. Das heißt, alle Hauptanschlüsse 60 befinden sich im Bereich A1. Wenn die Anzahl der Anschlüsse neun ist, wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Hauptanschlussgruppe 61 sieben Hauptanschlüsse 60.
Aus den Ergebnissen von 11 ist ersichtlich, dass die Gesamtinduktivität der Hauptanschlüsse im Vergleich zum Vergleichsbeispiel reduziert werden kann, während die Vergrößerung der Baugröße verhindert wird, wenn die Hauptanschlussgruppe 61 mindestens einen Hauptanschluss 60 umfasst. Es wird davon ausgegangen, dass, wenn die Anzahl der Anschlüsse drei oder mehr beträgt, der oben beschriebene Effekt der Verringerung der Induktivität den Anstieg der Induktivität aufgrund der Verringerung der Breite übersteigt, und die Induktivität verringert wird. Insbesondere, wenn die Hauptanschlussgruppe 61 fünf oder mehr Hauptanschlüsse 60 umfasst, kann die Induktivität um die Hälfte oder weniger im Vergleich zum Vergleichsbeispiel reduziert werden. Das heißt, die Induktivität wird deutlich reduziert.
Wie oben beschrieben, umfassen die neun Anschlüsse die sieben Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 bilden, und die zwei Hauptanschlüsse 60, die außerhalb des Bereichs A1 angeordnet sind. Obwohl die beiden Hauptanschlüsse 60 auf diese Weise außerhalb des Bereichs A1 angeordnet sind, sind mehr Hauptanschlüsse 60 als Hauptanschlüsse 60, die nicht die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, d.h. die meisten Hauptanschlüsse 60 sind im Bereich A1 angeordnet. Auch die Anzahl der seitlichen, der Fläche zugewandten Abschnitte ist im Vergleich zu den sieben Anschlüssen um zwei höher. Dementsprechend ist die Induktivität geringer als bei den sieben Anschlüssen.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel und den Modifikationen wurde das Beispiel der Konfiguration gezeigt, in der die Hauptanschlüsse 60E an beiden Enden angeordnet sind, d.h. die Konfiguration, in der die Anzahl der Hauptanschlüsse 60E größer ist als die Anzahl der Hauptanschlüsse 60C. Diese ist jedoch nicht darauf beschränkt. In der Konfiguration mit der ungeraden Anzahl von Hauptanschlüssen 60 kann die Anzahl der Hauptanschlüsse 60C größer sein als die Anzahl der Hauptanschlüsse 60E.
Es wurde ein Beispiel gezeigt, in dem die Längen der Vorsprungsabschnitte aller Hauptanschlüsse 60 aus dem Dichtungsharzkörper 20 gleich sind. Es ist jedoch nicht darauf beschränkt. Mit Rücksicht auf die Verbindung mit der Stromschiene oder dergleichen können die Vorsprungsabschnitte der benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E voneinander verschieden sein. Zum Beispiel ist in einer vierten Modifikation, die in 12 gezeigt ist, der Hauptanschluss 60C länger als der Hauptanschluss 60E.
In einer fünften Modifikation, die in 13 gezeigt ist, ist die Anzahl der Hauptanschlüsse 60C kleiner als die Anzahl der Hauptanschlüsse 60E. Eine Querschnittsfläche des Hauptanschlusses 60C ist größer als eine Querschnittsfläche des Hauptanschlusses 60E. Dadurch sind die Gesamtimpedanz des Hauptanschlusses 60C und die Gesamtimpedanz des Hauptanschlusses 60E im Wesentlichen aufeinander abgestimmt. Dementsprechend kann es möglich sein, die Wärmeentwicklung einer kleinen Anzahl von Hauptanschlüssen 60C zu unterdrücken. In 13 ist die Querschnittsfläche des Hauptanschlusses 60C durch Vergrößerung der Breite größer als die Querschnittsfläche des Hauptanschlusses 60E. Die Dicke des Hauptanschlusses 60C kann jedoch dicker sein als die des Hauptanschlusses 60E. Sowohl die Breite als auch die Dicke können angepasst werden. In 13 ist die Länge der kleinen Anzahl der Hauptanschluss 60C in Erstreckungsrichtung länger als die Länge der Hauptanschluss 60E. Wenn die Länge lang ist, ist die Querschnittsfläche groß. Daher kann es möglich sein, die Steifigkeit des Hauptanschlusses 60 zu gewährleisten. 12 und 13 zeigen das Beispiel mit den sieben Anschlüssen. Es ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Das Beispiel, bei dem die benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E an dem Vorsprungsabschnitt aus dem Dichtungsharzkörper 20 vollständig in der Erstreckungsrichtung einander gegenüberliegen. Es ist jedoch nicht hierauf beschränkt. An einem Teil des Vorsprungsabschnitts können die Seitenflächen einander nicht zugewandt sein. Zum Beispiel ist der Vorsprungsspitzenabschnitt von mindestens einem der Hauptanschlüsse 60C oder des Hauptanschlusses 60E gebogen, und dadurch kann die Seitenfläche am Vorsprungsspitzenabschnitt nicht einander zugewandt sein. Selbst wenn die Verlängerungslängen gleich sind, kann die Konnektivität mit der Stromschiene oder dergleichen verbessert werden. Der Effekt der Verringerung der Induktivität wird jedoch reduziert.
Es wurde ein Beispiel gezeigt, in dem die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 ungerade ist und die Anzahl der Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, ungerade ist. Es ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Hauptanschlussgruppe 61 kann eine gerade Anzahl von (vier oder mehr) Hauptanschlüssen 60 umfassen.
Es ist ausreichend, dass die Halbleitervorrichtung 10 mindestens einen IGBT 30 umfasst. Beispielsweise kann in einer Konfiguration, in der die Halbleitervorrichtung 10 die IGBTs 30 umfasst und diese IGBTs 30 parallel zwischen den Hauptanschlüssen 60C und 60E angeschlossen sind, die oben beschriebene Anordnung der Hauptanschlüsse 60 auf jeden IGBT 30 angewendet werden.
Wie in einer sechsten Modifikation, die in 14 gezeigt ist, liegen alle Hauptanschlüsse 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 bilden, vollständig im Bereich A1. Es kann möglich sein, den Strompfad mit der Hauptelektrode des IGBT 30 zu vereinfachen. In 14 umfasst die Hauptanschlussgruppe 61 fünf Hauptanschlüsse 60 unter den sieben Hauptanschlüssen 60. Die fünf Hauptanschlüssen 60, die die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, sind vollständig in der Region A1 angeordnet.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf das vorangehende Ausführungsbeispiel beziehen. Daher werden die Beschreibungen der gleichen Teile in der Halbleitervorrichtung 10, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dargestellt sind, weggelassen.
Das vorhergehende Ausführungsbeispiel hat das Beispiel gezeigt, in dem die Halbleitervorrichtung 10 die ungerade Anzahl von (drei oder mehr) Hauptanschlüssen 60 umfasst. Andererseits umfasst die Halbleitervorrichtung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die gerade Anzahl von (vier oder mehr) Hauptanschlüssen 60. Andere Strukturen sind ähnlich zu denen in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel.
In einem in 15 dargestellten Beispiel umfasst die Halbleitervorrichtung 10 vier Hauptanschlüsse 60, insbesondere zwei Hauptanschlüsse 60C und zwei Hauptanschlüsse 60E. Die Hauptanschlüsse 60C und die Hauptanschlüsse 60E sind abwechselnd angeordnet. Die Breite W1 und die Dicke der vier Hauptanschlüsse 60 sind einander gleich. Das heißt, die Querschnittsflächen orthogonal zur Erstreckungsrichtung sind gleich groß. Die Erstreckungslänge in Y-Richtung der vier Hauptanschlüsse 60 ist ebenfalls gleich groß.
Alle Hauptanschlüsse 60 bilden die Hauptanschlussgruppe 61. Die beiden Hauptanschlüssen 60C und 60E, die an den beiden Enden platziert sind, befinden sich teilweise im Bereich A1 in X-Richtung. Die beiden Hauptanschlüssen 60C und 60E in der Mitte sind vollständig im Bereich A1 in X-Richtung angeordnet.
Auf diese Weise kann Die Halbleitervorrichtung 10 auch die ähnlichen Effekte wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen erzielen. Insbesondere, da die mehreren seitlichen, der Fläche zugewandten Abschnitte der Hauptanschlüsse 60C und 60E vorgesehen sind, kann es möglich sein, die Induktivität effektiv zu reduzieren. Da die Hauptanschlussgruppe 61 vorgesehen ist, kann es möglich sein, den Strompfad zwischen dem Hauptanschluss 60, der die Hauptanschlussgruppe 61 konfiguriert, und der Hauptelektrode des IGBT 30 zu vereinfachen und die Induktivität zu reduzieren. Wie oben beschrieben, kann es möglich sein, die Induktivität der Hauptstromkreisverdrahtung im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau zu reduzieren. 11 zeigt auch das Ergebnis für die vier Anschlüsse. Aus den Ergebnissen von 11 ist ersichtlich, dass selbst bei einer Anzahl von vier Anschlüssen die Gesamtinduktivität der Hauptanschlüsse gegenüber dem Vergleichsbeispiel reduziert werden kann, während die Zunahme der Größe verhindert wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konfigurieren alle Hauptanschlüsse 60 die Hauptanschlussgruppe 61. Daher kann es möglich sein, die Induktivität effektiv zu reduzieren. Selbst wenn die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 eine gerade Zahl ist, ist es ausreichend, dass drei oder mehr kontinuierlich angeordnete Hauptanschlüssen 60 die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren. Dementsprechend bilden in der Konfiguration mit vier Hauptanschlüssen 60 drei Hauptanschlüsse 60 die Hauptanschlussgruppe 61, und der verbleibende Hauptanschluss 60 kann außerhalb des Bereichs A1 angeordnet werden. Wie oben beschrieben, kann die ungerade Anzahl von (drei oder mehr) Hauptanschlüssen 60 die Hauptanschlussgruppe 61 konfigurieren, wenn die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 die gerade Anzahl ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 die gerade Zahl ist, sind die Anzahl der Hauptanschlüsse 60C und die Anzahl der Hauptanschlüsse 60E gleich. Daher werden die Hauptströme, die an den Hauptanschlüssen 60C und 60E fließen, gleich. Dadurch kann es möglich sein, die Variation der Wärmeerzeugung zu unterdrücken. Insbesondere sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Erstreckungslängen der Hauptanschlüsse 60C und 60E gleich, und die Querschnittsflächen sind gleich. Dadurch sind die Impedanzen der Hauptanschlüsse 60C und 60E im Wesentlichen gleich. Dementsprechend kann es möglich sein, die Variation der Wärmeerzeugung effektiv zu verhindern.
Es wurde ein Beispiel gezeigt, in dem die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 vier beträgt. Es ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist ausreichend, dass die Anzahl eine gerade Zahl ist und vier oder mehr beträgt. Zum Beispiel kann eine Konfiguration mit sechs Hauptanschlüssen 60 oder eine Konfiguration mit acht Hauptanschlüssen 60 verwendet werden.
Wie in der vierten Modifikation und der fünften Modifikation des vorangehenden Ausführungsbeispiels gezeigt ist, können die Vorsprungsabschnitte der benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E unterschiedliche Längen aufweisen. Ferner kann die Querschnittsfläche eines Hauptanschlusses mit dem längeren Vorsprungsteil unter den Hauptanschlüssen 60C und 60E größer sein als die Querschnittsfläche eines Hauptanschlusses mit dem kürzeren Vorsprungsteil. Dadurch kann es möglich sein, die Steifigkeit zu gewährleisten. Weiterhin können die Impedanzen des Hauptanschlusses 60C und des Hauptanschlusses 60E so eingestellt werden, dass sie gleich sind. Wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, können die Seitenflächen an einem Teil des Vorsprungsabschnitts nicht einander gegenüberliegen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele beziehen. Daher werden die Beschreibungen der gleichen Teile in der Halbleitervorrichtung 10, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dargestellt sind, weggelassen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Teil des Leadframes ferner ein Verbindungsabschnitt mit mindestens einem der Hauptanschlüsse 60C oder dem Hauptanschluss 60E vorgesehen. An mindestens einem der Hauptanschlüsse 60C oder 60E sind die gleichen Hauptanschlüsse durch den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden.
In einem in 16 dargestellten Beispiel umfasst die Halbleitervorrichtung 10 fünf Hauptanschlüsse 60, nämlich zwei Hauptanschlüsse 60C und drei Hauptanschlüsse 60E. Das oben beschriebene Leadframe 90 weist einen Verbindungsabschnitt 86 auf, der die Hauptanschlüsse 60E miteinander verbindet. Die Vorsprungslänge im Hauptanschluss 60E aus dem Dichtungsharzkörper 20 ist länger als die im Hauptanschluss 60C. Der Verbindungsabschnitt 86 verbindet den Vorsprungsspitzenabschnitt des Hauptanschlusses 60E. Der Verbindungsabschnitt 86 erstreckt sich in der X-Richtung und ist in der Y-Richtung vom Hauptanschluss 60C entfernt. Der Verbindungsabschnitt 86 befindet sich in der gleichen Position wie die vorstehenden Abschnitte der Hauptanschlüsse 60C und 60E in der Z-Richtung.
Auf diese Weise wird der Hauptanschluss 60 (Hauptanschluss 60E) auf dem gleichen Potential durch den Verbindungsabschnitt 86 verbunden, und dadurch kann es möglich sein, die Anzahl der Verbindungspunkte mit der Stromschiene zu reduzieren. Das heißt, es kann möglich sein, die Konnektivität zu verbessern. Insbesondere ist in 16 eine große Anzahl von Hauptanschlüssen 60E angeschlossen. Dadurch kann es in der Konfiguration, in der dasselbe Leadframe 90 mit den Hauptanschlüssen 60C und 60E und dem Verbindungsabschnitt 86 vorgesehen ist, möglich sein, die Anschlussstelle zu reduzieren.
Anstelle des Hauptanschlusses 60E kann der Hauptanschluss 60C mit dem Anschlussabschnitt 86 verbunden werden. Von den Hauptanschlüssen 60C und 60E kann die geringe Anzahl von Anschlüssen verbunden werden. Die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 und die Anordnung sind nicht auf das in 16 dargestellte Beispiel beschränkt. Wenn der Verbindungsabschnitt 86 mit dem Hauptanschluss 60C oder dem Hauptanschluss 60E versehen ist, kann der Verbindungsabschnitt 86 so angeordnet werden, dass er sich von dem vorstehenden Abschnitt der Hauptanschlüsse 60C und 60E fortsetzt, wie oben beschrieben. Er kann mit einer Konfiguration mit einer geraden Anzahl von Hauptanschlüssen 60 kombiniert werden.
Jeder der Hauptanschlüsse 60C und 60E kann durch den Verbindungsabschnitt verbunden sein. In einer siebten Modifikation, die in 17 und 18 gezeigt ist, enthalten die leitenden Elemente 40C und 40E den Hauptabschnitt 41C und enthalten nicht den Erweiterungsabschnitt 42C, und das leitende Element 40E umfasst den Hauptabschnitt 41E und umfasst nicht den Erweiterungsabschnitt 42E. Auf demselben Leadframe sind das leitende Element 40C, der Hauptanschluss 60C und der Signalanschluss 70 angeordnet. An einem Leadframe, der sich von dem Leadframe mit dem Hauptanschluss 60C unterscheidet, sind das leitende Element 40E und der Hauptanschluss 60E angeordnet. Der Hauptanschluss 60C erstreckt sich von dem leitenden Element 40C, und der Hauptanschluss 60E erstreckt sich von dem leitenden Element 40E. 18 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 10 entlang der XVIII-XVIII von 17.
In einer siebten Modifikation ist ein Verbindungsabschnitt 86C auf dem Leadframe nahe dem Hauptanschluss 60C angeordnet, und ein Verbindungsabschnitt 86E ist auf dem Leadframe nahe dem Hauptanschluss 60E angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 86C verbindet die Hauptanschlüsse 60C an den vorstehenden Spitzenabschnitten miteinander. Der Verbindungsabschnitt 86E verbindet die Hauptanschlüsse 60E an den vorstehenden Spitzenabschnitten miteinander. Der Vorsprungsabschnitt jedes der Hauptanschlüsse 60C und 60E weist einen gebogenen Abschnitt auf. Dadurch sind die Verbindungsabschnitte 86C und 86E in Z-Richtung voneinander getrennt. Das heißt, die Anschlussabschnitte 86C und 86E sind an unterschiedlichen Positionen in Z-Richtung angeordnet. Dementsprechend sind die Hauptanschlüsse 60C und der Hauptanschluss 60E auch bei gleichen Auszugslängen jeweils durch die Anschlussabschnitte 86C und 86E verbunden. Es ist möglich, die Anzahl der Anschlusspunkte weiter zu reduzieren.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele beziehen. Daher werden die Beschreibungen der gleichen Teile in der Halbleitervorrichtung 10, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dargestellt sind, weggelassen.
Die Halbleitervorrichtung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst mehrere IGBTs 30. Diese IGBTs 30 sind zwischen den Hauptanschlüssen 60C und 60E parallel zueinander geschaltet. Das heißt, dass die mehreren parallel geschalteten IGBTs 30 einen Zweig konfigurieren. In den in 19 und 20 dargestellten Beispielen umfasst die Halbleitervorrichtung 10 als IGBT 30 einen IGBT 30a, der einem ersten Halbleiterelement entspricht, und einen IGBT 30b, der einem zweiten Halbleiterelement entspricht. 19 ist eine Querschnittsansicht der Halbleitervorrichtung 10, die einer in 20 dargestellten Linie XIX-XIX entspricht.
Die Kollektorelektroden 32 der IGBTs 30a und 30b sind mit der Montagefläche 43C desselben leitenden Elements 40C verbunden. Die Emitterelektroden 33 der IGBTs 30a und 30b sind über die einzeln angeordnete Anschluss 50 mit der Montagefläche 43E desselben leitenden Elements 40E verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die beiden IGBTs 30a und 30b im Wesentlichen die gleiche ebene bzw. planare Form, insbesondere die im Wesentlichen rechteckige planare Form, und haben die gleiche Größe und die gleiche Dicke. Die IGBTs 30a und 30b sind in der Z-Richtung im Wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet und in der X-Richtung nebeneinander ausgerichtet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst eine Hauptanschlussgruppe 62 zwei oder mehr Hauptanschlüsse 60, die kontinuierlich in der X-Richtung angeordnet sind. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst als Hauptanschlussgruppe 62 eine Hauptanschlussgruppe 62a, die dem IGBT 30a entspricht, und eine Hauptanschlussgruppe 62b, die dem IGBT 30b entspricht. Die Hauptanschlussgruppe 62a entspricht einer ersten Gruppe, und die Hauptanschlussgruppe 62b entspricht einer zweiten Gruppe.
Mindestens ein Teil jedes Hauptanschlusses 60, der die Hauptanschlussgruppe 62a konfiguriert, ist in einem Bereich A1a zwischen, in der X-Richtung, Verlängerungslinien L1a und L2a angeordnet, die sich von beiden Endflächen 36a und 37a des IGBT 30a erstrecken. Mindestens ein Teil jedes Hauptanschlusses 60, der die Hauptanschlussgruppe 62b konfiguriert, ist in einem Bereich A1b zwischen, in der X-Richtung, Verlängerungslinien L1b und L2b platziert, die sich von beiden Endflächen 36b und 37b des IGBT 30b erstrecken.
In den in 19 und 20 dargestellten Beispielen umfasst die Halbleitervorrichtung 10 fünf Hauptanschlüsse 60. Insbesondere umfasst die Halbleitervorrichtung 10 zwei Hauptanschlüsse 60C und drei Hauptanschlüsse 60E. Die Breiten W1 der Hauptanschlüsse 60 sind gleich groß, die Dicken der Hauptanschlüsse 60 sind gleich groß und die Abstände P1 der Hauptanschlüsse 60 sind gleich groß. Der Hauptanschluss 60E in der Mitte befindet sich außerhalb der Bereiche A1a und A1b. Die Hauptanschlussgruppe 62a umfasst zwei Hauptanschlüsse 60C und 60E, die in X-Richtung näher am IGBT 30a angeordnet sind als der Hauptanschluss 60E in der Mitte. Die Hauptanschlussgruppe 62b umfasst zwei Hauptanschlüsse 60C und 60E, die näher am IGBT 30b angeordnet sind als der Hauptanschluss 60E in der Mitte.
Des Weiteren sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62a konfigurieren, vollständig in dem Bereich A1a angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Hauptanschlüsse 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62b bilden, vollständig in der Region A1b angeordnet. Die fünf Hauptanschlüsse 60 sind symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie CLm angeordnet, die durch eine Elementmitte der beiden IGBTs 30 verläuft. Die Elementmitte ist eine Mittelposition zwischen den Zentren in Anordnungsrichtung der IGBTs 30a und 30b, die Mittellinie CLm ist eine virtuelle Linie, die orthogonal zur Anordnungsrichtung ist und durch die Elementmittellinie CL verläuft.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in der Halbleitervorrichtung 10, die mit den mehreren IGBTs 30 parallelgeschaltet ist, der Hauptanschluss 60C und der Hauptanschluss 60E abwechselnd angeordnet. Die Seitenflächen der benachbarten Hauptanschlüsse 60C und 60E sind einander zugewandt. Auf diese Weise sind die mehreren Seitenflächen zugewandten Abschnitte der Hauptanschlüsse 60C und 60E, insbesondere vier mehrere Seitenflächen zugewandte Abschnitte, vorgesehen. Daher kann es möglich sein, die Induktivität effektiv zu reduzieren.
Mindestens ein Teil jedes der Hauptanschlüsse 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62a konfigurieren, ist in dem Bereich A1a angeordnet. Dementsprechend kann es möglich sein, den Strompfad zwischen den Hauptanschlüssen 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62a konfigurieren, und der Hauptelektrode des IGBT 30a zu vereinfachen, und dadurch die Induktivität zu reduzieren. In ähnlicher Weise ist zumindest ein Teil jedes der Hauptanschlüsse 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62b konfigurieren, in dem Bereich A1b angeordnet. Dementsprechend kann es möglich sein, den Strompfad zwischen den Hauptanschlüssen 60C und 60E, die die Hauptanschlussgruppe 62b konfigurieren, und der Hauptelektrode des IGBT 30b zu vereinfachen und dadurch die Induktivität zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, kann es gemäß der Halbleitervorrichtung 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich sein, die Induktivität der Hauptstromkreisverdrahtung im Vergleich zu der herkömmlichen Struktur zu reduzieren.
Insbesondere ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ungerade Anzahl von Hauptanschlüssen 60 symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CLm der beiden IGBTs 30 angeordnet. Mit anderen Worten, die der Seitenfläche zugewandten Abschnitte sind symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CLm angeordnet. Daher fließen die Hauptströme der IGBTs 30a und 30b zeilensymmetrisch in Bezug auf die Mittellinie CLm. Mit anderen Worten, eine Induktivität auf der Seite des IGBT 30a und eine Induktivität auf der Seite des IGBT 30B sind im Wesentlichen gleich. Da die Induktivitäten gleich sind, kann auf diese Weise eine Stromunsymmetrie verhindert werden.
Trotz des Beispiels, in dem die beiden IGBTs 30 parallelgeschaltet sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Die vorliegende Offenbarung ist auch auf eine Konfiguration anwendbar, in der drei oder mehr IGBTs 30 parallelgeschaltet sind.
Die Anzahl der Hauptanschlüsse 60 ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt. Es ist ausreichend, dass jede Hauptanschlussgruppe 62 zwei oder mehr Hauptanschlüsse 60 einschließlich der Hauptanschlüsse 60C und 60E umfasst. Beispielsweise können sieben Hauptanschlüsse 60 vorgesehen sein, und jede der Hauptanschlussgruppen 62a und 62b kann drei Hauptanschlüsse 60 umfassen.
Der in dem dritten Ausführungsbeispiel gezeigte Anschlussabschnitt 86 (86C, 86E) kann mit der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten Konfiguration kombiniert werden.
Die Offenbarung der vorliegenden Beschreibung ist nicht auf die als Beispiele gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Offenbarung umfasst die dargestellten Ausführungsbeispiele und Variationen auf der Grundlage der dargestellten Ausführungsbeispiele, die dem Fachmann ersichtlich sind. Beispielsweise ist die Offenbarung nicht auf die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Kombination von Elementen beschränkt. Die Offenbarung kann in verschiedenen Kombinationen umgesetzt werden. Der offengelegte technische Bereich ist nicht auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele beschränkt. Die verschiedenen offengelegten technischen Bereiche werden durch die Beschreibung der Ansprüche angegeben und sollten so ausgelegt werden, dass sie alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Bereichs umfassen, die der Beschreibung der Ansprüche entsprechen.
Obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 10 auf den Inverter bzw. Wechselrichter 5 angewendet wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann zum Beispiel auf einen Hochsetzsteller angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung kann auch sowohl auf den Wechselrichter 5 als auch auf den Hochsetzsteller angewandt werden.
Obwohl im Beispiel der IGBT 30 und der FWD 35 einstückig ausgebildet sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses obige Beispiel beschränkt. Der IGBT 30 und die FWD 35 können auf separaten Chips ausgebildet sein.
Obwohl das Beispiel des IGBT 30 als Halbleiterelement gezeigt wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann ein MOSFET verwendet werden.
Obwohl das Beispiel beschrieben wurde, in dem mindestens ein Anschluss 50 als Halbleitervorrichtung 10 mit einer doppelseitigen Wärmeableitungsstruktur vorgesehen ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Anschluss 50 kann auch nicht vorgesehen sein. Beispielsweise kann anstelle des Anschlusses 50 ein Vorsprungsabschnitt, der in Richtung der Emitterelektrode 33 vorsteht, an dem leitenden Element 40E vorgesehen sein.
Außerdem wurde das Beispiel gezeigt, bei dem die Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E von dem Dichtungsharzkörper 20 freigelegt sind. Die Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E können jedoch auch nicht von dem Dichtungsharzkörper 20 aus freigelegt werden. Beispielsweise können die Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E mit einem Isolierelement (nicht dargestellt) abgedeckt sein. Der Dichtungsharzkörper 20 kann in einem Zustand geformt werden, in dem das Isoliermaterial an den Wärmeabstrahlungsflächen 44C und 44E angebracht ist.

Claims

Halbleitervorrichtung, die einen Zweig einer Schaltung mit oberen und unteren Zweig konfiguriert, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist: mindestens ein Halbleiterelement (30), das eine erste Hauptelektrode (32) und eine zweite Hauptelektrode (33) umfasst, wobei ein Hauptstrom zwischen der ersten Hauptelektrode und der zweiten Hauptelektrode fließt; und eine Vielzahl von Hauptanschlüssen (60), die zwei oder mehr erste Hauptanschlüsse (60C), die mit der ersten Hauptelektrode verbunden sind, und zwei oder mehr zweite Hauptanschlüsse (60E), die mit der zweiten Hauptelektrode verbunden sind, umfassen wobei: die zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse (60C) und die zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse (60E) abwechselnd benachbart zueinander angeordnet sind; eine Seitenfläche von jedem der zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse (60C) einer Seitenfläche des benachbarten zweiten Hauptanschlusses (60E) in einer Richtung orthogonal zu einer Dickenrichtung des Halbleiterelements zugewandt ist; eine Hauptanschlussgruppe (61) einen Teil der Vielzahl von Hauptanschlüssen umfasst, die kontinuierlich in der einen Richtung angeordnet sind; die Hauptanschlussgruppe vier oder mehr Hauptanschlüsse einschließlich den zwei oder mehr ersten Hauptanschlüssen (60C) und den zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüssen (60E) umfasst; und mindestens ein Teil von jedem der vier oder mehr Hauptanschlüssen in der Hauptanschlussgruppe in einem Bereich (A1) in einer Verlängerungslinie angeordnet ist, die sich in der einen Richtung von einer der beiden Endflächen (36, 37) des Halbleiterelements erstreckt.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: jeder von einem Teil der vier oder mehr Hauptanschlüssen in der Hauptanschlussgruppe vollständig in dem Bereich angeordnet ist; und jeder von einem verbleibenden Teil der vier oder mehr Hauptanschlüssen teilweise in dem Bereich angeordnet ist.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: alle der vier oder mehr Hauptanschlüssen in der Hauptanschlussgruppe eine Vielzahl von Hauptanschlüssen umfassen, die vollständig in dem Bereich angeordnet sind.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: jeder der vier oder mehr Hauptanschlüssen, die die Hauptanschlussgruppe konfigurieren, vollständig in dem Bereich angeordnet ist.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: eine numerische Anzahl der Hauptanschlüsse ungerade ist.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: die zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse und die zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie angeordnet sind, die durch eine Mitte des Halbleiterelements in einer Richtung verläuft.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei: die zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse oder die zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse Hauptanschlüsse mit einer kleineren numerischen Anzahl sind; und eine Querschnittsfläche der Hauptanschlüsse mit der kleineren numerischen Anzahl größer ist als eine Querschnittsfläche von Hauptanschlüssen mit einer größeren numerischen Anzahl.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei: eine Erstreckungslänge der Hauptanschlüsse mit der kleineren numerischen Anzahl länger ist als eine Erstreckungslänge der Hauptanschlüsse mit der größeren numerischen Anzahl.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: eine numerische Anzahl der Hauptanschlüsse eine gerade Zahl ist.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei: eine Erstreckungslänge der zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse gleich einer Erstreckungslänge der zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse ist; und eine Querschnittsfläche der zwei oder mehr ersten Hauptanschlüsse gleich einer Querschnittsfläche der zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüsse ist.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: eine numerische Anzahl von Hauptanschlüssen in der Hauptanschlussgruppe fünf oder mehr ist.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: die Hauptanschlussgruppe alle der Hauptanschlüsse umfasst.
Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, weiterhin mit: einem Verbindungsabschnitt (86, 86C, 86E), der als ein Teil eines Leadframes zusammen mit den zwei oder mehr ersten Hauptanschlüssen und/oder den zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüssen angeordnet ist, wobei: eine Vielzahl von Hauptanschlüssen von den zwei oder mehr ersten Hauptanschlüssen und/oder den zwei oder mehr zweiten Hauptanschlüssen durch den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind.