DE112021001990T5 - Halbleitereinheit und Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Taichi Itoh
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

Kurzschlüsse werden verhindert, und die Ausdehnung einer Keramikplatte wird reduziert.Eine Keramikplatte (21) weist in der Draufsicht eine rechteckige Form auf, die von einer ersten Seite (21a) und einer zweiten Seite (21b), die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, und einer dritten Seite und einer vierten Seite (21c und 21d), die senkrecht zu der ersten Seite (21a) und der zweiten Seite (21b) und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, umgeben ist. Eine Schaltungsanordnung (23b) und eine Schaltungsanordnung (23a) sind auf der Stirnseite der Keramikplatte (21) ausgebildet, und die Rückseiten der Halbleiterchips (30) sind mit der Schaltungsanordnung (23a) verbunden. Die Schaltungsanordnung (23b) und die Schaltungsanordnung (23a) sind jeweils so ausgebildet, dass sie sich von der dritten Seite (21c) zur vierten Seite (21d) erstrecken und nebeneinander in einer Hauptstromrichtung (D1) von der ersten Seite (21a) zu der zweiten Seite (21b) ausgebildet sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf eine Halbleitereinheit und eine Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Halbleitervorrichtung enthält Leistungsbauelemente. Bei den Halbleitervorrichtungen handelt es sich beispielsweise um Halbleiterchips, die jeweils einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) enthalten. Die Halbleitervorrichtung enthält eine keramische Leiterplatte, auf der die oben genannten Halbleiterchips vorgesehen sind. Die keramische Leiterplatte enthält eine Keramikplatte und mehrere Schaltungsanordnungen, die auf der Stirnseite der Keramikplatte ausgebildet sind. Schaltungsanordnungen, die einem oberen Zweig entsprechen, und Schaltungsanordnungen, die einem unteren Zweig entsprechen, sind auf einer einzigen keramischen Leiterplatte ausgebildet. Die Halbleiterchips sind in geeigneter Weise auf den mehreren Schaltungsanordnungen angebracht. Die Steuerelektroden und die Hauptelektroden der Halbleiterchips sind in geeigneter Weise mit den Schaltungsanordnungen auf der keramischen Leiterplatte mittels Verbindungsdrähten elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann die Halbleitervorrichtung ihre gewünschte Funktion erfüllen (siehe z.B. PTL1).
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • [PTL1] WO 2016/084622 A1
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei der oben genannten Halbleitervorrichtung müssen die Schaltungsanordnungen, die dem oberen Zweig entsprechen, und die Schaltungsanordnungen, die dem unteren Zweig entsprechen, auf der Keramikplatte mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen ausgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Kurzschluss zwischen den Schaltungsanordnungen, die dem oberen Zweig entsprechen, und den Schaltungsanordnungen, die dem unteren Zweig entsprechen, zu verhindern. Da jedoch ein vorbestimmter Abstand zwischen diesen Schaltungsanordnungsreihen, werden die Anbringungsflächen der Schaltungsanordnungen auf der Keramikplatte reduziert, und die Verkleinerung der Keramikplatte wird schwierig. Dadurch wird auch die Verkleinerung der Halbleitervorrichtung erschwert.
  • Die Ausführungsformen wurden in Anbetracht der oben genannten Ausführungen gemacht, wobei es ein Ziel der Ausführungsformen ist, eine Halbleitereinheit, die Kurzschlüsse verhindert und die Vergrößerung ihrer Keramikplatte verringert; und eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die die Halbleitereinheit enthält.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem Aspekt der Ausführungsformen wird eine Halbleitereinheit bereitgestellt, die Folgendes enthält: einen Halbleiterchip, der eine Ausgangselektrode und eine Steuerelektrode auf seiner Stirnseite und eine Eingangselektrode auf seiner Rückseite aufweist; und eine isolierte Leiterplatte mit einer Isolierplatte, die in einer Draufsicht auf die Halbleitereinheit eine rechteckige Form aufweist, die von einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, und einer dritten Seite und einer vierten Seite, die senkrecht zu der ersten Seite und der zweiten Seite und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, umgeben ist, ein Ausgangsschaltungsmuster, das auf einer Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist, und ein Eingangsschaltungsmuster, das auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist und mit dem die Rückseite des Halbleiterchips verbunden ist, wobei das Ausgangsschaltungsmuster und das Eingangsschaltungsmuster jeweils so ausgebildet sind, dass sie sich von der dritten Seite zu der vierten Seite erstrecken, und das Eingangsschaltungsmuster und das Ausgangsschaltungsmuster in dieser Reihenfolge nebeneinander in einer Hauptstromrichtung von der ersten Seite und der zweiten Seite ausgebildet sind.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Ausführungsformen ist eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, die Folgendes enthält: die Halbleitereinheit, die einen ersten Armabschnitt ausbildet, und die Halbleitereinheit, die einen zweiten Armabschnitt ausbildet, wobei die Hauptstromrichtung der Halbleitereinheit, die den ersten Armabschnitt ausbildet, der Hauptstromrichtung der Halbleitereinheit, die den zweiten Armabschnitt ausbildet, entgegengesetzt ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der hier offengelegten Technik wird eine Verkleinerung einer Halbleitereinheit und einer Halbleitervorrichtung erreicht, da ein Kurzschluss verhindert und die Vergrößerung einer Keramikplatte verringert wird.
  • Der oben genannte Gegenstand, andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen werden aus den dazugehörigen Zeichnungen, die die Ausführungsformen veranschaulichen, die als Beispiele für die vorliegende Technik geeignet sind, und aus der folgenden zugehörigen Beschreibung ersichtlich.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit, die in einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform enthalten ist.
    • [2] 2 ist eine Schnittansicht der Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
    • [3] 3 ist eine Draufsicht auf eine andere Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
    • [4] 4 ist eine Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
    • [5] 5 ist eine weitere Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
    • [6] 6 veranschaulicht eine Ersatzschaltung der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
    • [7] 7 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit gemäß einem Referenzbeispiel.
    • [8] 8 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der Variante 1 der ersten Ausführungsform.
    • [9] 9 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß Variante 2 des ersten Ausführungsbeispiels.
    • [10] 10 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß Variante 3 des ersten Ausführungsbeispiels.
    • [11] 11 ist eine Draufsicht auf eine andere Halbleitervorrichtung gemäß Variante 3 der ersten Ausführungsform.
    • [12] 12 ist eine Draufsicht auf Halbleitervorrichtungen gemäß Variante 4 der ersten Ausführungsform.
    • [13] 13 ist eine Draufsicht auf eine andere Halbleitervorrichtung gemäß Variante 4 der ersten Ausführungsform.
    • [14] 14 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß Variante 5 der ersten Ausführungsform.
    • [15] 15 ist eine Draufsicht auf eine andere Halbleitervorrichtung gemäß Variante 5 der ersten Ausführungsform.
    • [16] 16 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit, die in einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform enthalten ist.
    • [17] 17 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit, die in einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform enthalten ist.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bedeuten die Begriffe „Stirnseite“ und „oberes Ende“ in Bezug auf die Halbleitereinheit 10 in 1 jeweils eine in +Z-Richtung weisende Fläche. Ebenso bedeutet der Begriff „oben“ in Bezug auf die Halbleitereinheit 10 in 1 die +Z-Richtung. Außerdem bedeuten die Begriffe „Rückseite“ und „unteres Ende“ bei der Halbleitereinheit 10 in 1 jeweils eine in -Z-Richtung weisende Fläche (in 1 sind keine Rückseiten veranschaulicht). In Bezug auf die Halbleitereinheit 10 in 1 bedeutet der Begriff „unten“ ebenfalls die -Z-Richtung. In Bezug auf die Halbleitereinheit 10 bedeutet der Begriff „Seitenfläche“ eine Fläche, die eine „Stirnseite“ oder eine „obere Fläche“ und eine „Rückseite“ oder eine „untere Fläche“ verbindet. In Bezug auf die Halbleitereinheit 10 in 1 bedeutet der Begriff „Seitenfläche“ beispielsweise eine Fläche, die in eine der Richtungen ±X und ±Y weist. Auch in den anderen Zeichnungen bedeuten die oben genannten Begriffe je nach Bedarf die entsprechenden Richtungen. Die Begriffe „Stirnseite“, „oberes Ende“, „oben“, „Rückseite“, „unteres Ende“, „unten“ und „Seitenfläche“ sind nur Ausdrücke, die der Einfachheit halber verwendet werden, um relative Positionszusammenhänge zu bestimmen, und begrenzen das technische Konzept der Ausführungsformen nicht. Zum Beispiel können die Begriffe „oben“ und „unten“ andere Richtungen mit Ausnahme der vertikalen Richtungen bezüglich des Bodens bedeuten. Das heißt, die durch „oben“ und „unten“ ausgedrückten Richtungen sind nicht auf die Richtungen im Zusammenhang mit der Gravitationskraft begrenzt. Wenn eine im Material enthaltene Komponente 80 Vol.-% oder mehr des Materials ausmacht, wird diese Komponente in der folgenden Beschreibung als „Hauptkomponente“ des Materials bezeichnet.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Nachfolgend wird eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit, die in einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform enthalten ist, und 2 ist eine Schnittansicht der Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Darüber hinaus ist 3 eine Draufsicht auf eine andere Halbleitereinheit, die in der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. 2 ist eine Schnittansicht entlang der gestrichelt-gepunkteten Linie X-X in 1.
  • Wie im Folgenden beschrieben wird, enthält die Halbleitervorrichtung zwei Halbleitereinheiten 10, von denen eine in 1 und 2 veranschaulicht ist. Jede Halbleitereinheit 10 enthält eine keramische Leiterplatte 20 (eine isolierte Leiterplatte) und auf der Stirnseite der keramischen Leiterplatte 20 ausgebildete Halbleiterchips 30.
  • Der einzelne Halbleiterchip 30 ist aus Silizium oder Siliziumkarbid als Hauptbestandteil hergestellt. Der einzelne Halbleiterchip 30 enthält einen rückwärts leitenden (RC)-IGBT als Schaltelement. Die Struktur des RC-IGBT besteht darin, dass ein IGBT und eine Freilaufdiode (FWD) auf einem einzigen Chip umgekehrt parallel zueinander geschaltet sind. Der einzelne Halbleiterchip 30 enthält auf seiner Stirnseite eine Steuerelektrode 31 (eine Gateelektrode) und eine Ausgangselektrode 32 (die Emitterelektrode des IGBT-Elements und die Kathodenelektrode des FWD-Elements). Der einzelne Halbleiterchip 30 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form. Die Steuerelektrode 31 des einzelnen Halbleiterchips 30 befindet sich in der Mitte einer Seite der Stirnseite dieses Halbleiterchips 30. Die Ausgangselektrode 32 des einzelnen Halbleiterchips 30 ist in einem Bereich der Stirnseite dieses Halbleiterchips 30 ausgebildet, wobei der Bereich mit Ausnahme des Bereichs liegt, in dem die Steuerelektrode 31 ausgebildet ist. Darüber hinaus enthält der einzelne Halbleiterchip 30 eine nicht veranschaulichte Eingangselektrode (die Kollektorelektrode des IGBT-Elements und die Anodenelektrode des FWD- Elements) auf seiner Rückseite. Die Steuerelektroden 31 der vier Halbleiterchips 30 befinden sich in einem inneren Bereich der Halbleitereinheit 10, wobei eine der Steuerelektroden 31 anderen Steuerelektroden 31 gegenüberliegt. Darüber hinaus sind die Rückseiten der vier Halbleiterchips 30 mit der Schaltungsanordnung 23a verbunden. Die Anzahl der Halbleiterchips 30 und die Positionen der Halbleiterchips 30 sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt.
  • Die keramische Leiterplatte 20 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form. Die keramische Leiterplatte 20 hat eine Keramikplatte 21 und eine Metallplatte 22, die auf der Rückseite der Keramikplatte 21 ausgebildet ist. Darüber hinaus weist die keramische Leiterplatte 20 Schaltungsanordnungen 23a bis 23f auf der Stirnseite der Keramikplatte 21 auf. Die Keramikplatte 21 und die Metallplatte 22 haben in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form. Darüber hinaus können die Keramikplatte 21 und die Metallplatte 22 mit abgerundeten oder abgeschrägten Ecken versehen sein. Die Metallplatte 22 ist in der Draufsicht kleiner als die Keramikplatte 21 und ist innerhalb der Keramikplatte 21 ausgebildet.
  • Die Keramikplatte 21 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form, die von einer ersten Seite 21a und einer zweiten Seite 21b, die in entgegengesetzten Richtungen (den ±X-Richtungen) verlaufen, und einer dritten und einer vierten Seite 21c und 21d umgeben ist, die senkrecht zu der ersten Seite 21a und der zweiten Seite 21b ausgerichtet und in entgegengesetzten Richtungen (den ±Y-Richtungen) verlaufen. Die Keramikplatte 21 kann in der Draufsicht eine rechteckige Form haben, die von den ersten Seiten 21a und zweiten Seiten 21b, die als ihre langen Seiten ausgebildet sind, und den dritten und vierten Seiten 21c und 21d, die als ihre kurzen Seiten ausgebildet sind, umgeben ist. Bei Verwendung dieser Keramikplatte 21 wird die Richtung (die +X-Richtung) von der ersten Seite 21a, in deren Nähe die nachstehend beschriebenen Eingangsanschlussbereiche 23a2 ausgebildet werden, zur zweiten Seite 21b, in deren Nähe die nachstehend beschriebenen Ausgangsanschlussbereiche 23b2 ausgebildet werden, als Hauptstromrichtung D1 bezeichnet. Die Keramikplatte 21 weist als Hauptbestandteil ein keramisches Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Beispielsweise enthält das keramische Material, aus dem die Keramikplatte 21 hergestellt ist, als Hauptbestandteil ein Verbundmaterial aus Aluminiumoxid und zugesetztem Zirkoniumoxid. Alternativ enthält das keramische Material ein Material, das als Hauptbestandteil Siliziumnitrid enthält. Die Keramikplatte 21 hat eine Dicke zwischen 0,2 mm bis einschließlich 2,5 mm.
  • Die Metallplatte 22 ist aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit als Hauptbestandteil hergestellt. Beispiele für das Metallmaterial enthalten Aluminium, Eisen, Silber, Kupfer und eine Legierung, die mindestens eine dieser Werkstoffe enthält. Die Dicke der Metallplatte 22 liegt zwischen 0,1 mm bis einschließlich 5,0 mm. Die Oberfläche der Metallplatte 22 kann beschichtet werden, um ihren Widerstand gegen Korrosion zu verbessern. Beispiele für das Beschichtungsmaterial enthalten Nickel, eine Nickel-Phosphor-Legierung und eine Nickel-Bor-Legierung.
  • Die Schaltungsanordnungen 23a bis 23f sind jeweils aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit als Hauptbestandteil hergestellt. Beispiele für das Metallmaterial enthalten Silber, Kupfer, Nickel und eine Legierung, die mindestens eine dieser Werkstoffe enthält. Darüber hinaus haben die Schaltungsanordnungen 23a bis 23f jeweils eine Dicke zwischen 0,1 mm bis einschließlich 5,0 mm. Die Oberfläche jeder der Schaltungsanordnungen 23a bis 23f kann beschichtet werden, um ihren Widerstand gegen Korrosion zu verbessern. Beispiele für das Beschichtungsmaterial enthalten Nickel, eine Nickel-Phosphor-Legierung und eine Nickel-Bor-Legierung. Die Schaltungsanordnungen 23a bis 23f werden durch Bildung einer Metallschicht auf der Stirnseite der Keramikplatte 21 und durch Ätzen oder ähnliches auf dieser Metallschicht erhalten. Alternativ können die Schaltungsanordnungen 23a bis 23f zunächst aus einer Metallschicht ausgeschnitten und anschließend durch Druck auf der Stirnseite der Keramikplatte 21 befestigt werden. Die in 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnungen 23a bis 23f sind Beispiele. Die Schaltungsanordnungen 23a bis 23f werden im Folgenden näher beschrieben. Zur Verbesserung des Widerstands gegen Korrosion kann auf der Oberfläche der Schaltungsanordnungen 23a bis 23f ein Beschichtungsmaterial vorgesehen werden. Beispiele für das Beschichtungsmaterial enthalten Nickel, eine Nickel-Phosphor-Legierung und eine Nickel-Bor-Legierung.
  • Als keramische Leiterplatte 20 mit der oben beschriebenen Struktur kann zum Beispiel ein DCB-Substrat (Direct Copper Bonding) oder ein AMB-Substrat (Active Metal Brazed) verwendet werden. Die keramische Leiterplatte 20 leitet die von den Halbleiterchips 30 erzeugte Wärme über die Schaltungsanordnung 23a, die Keramikplatte 21 und die Metallplatte 22 nach außen ab.
  • Nachfolgend wird jede der Schaltungsanordnungen 23a bis 23f im Detail beschrieben. Die Schaltungsanordnung 23a (ein Eingangsschaltungsmuster) ist über Lötmittel mechanisch und elektrisch mit den auf den Rückseiten der Halbleiterchips 30 ausgebildeten Eingangselektroden verbunden. Die Schaltungsanordnung 23a hat eine annähernd rechteckige Form und enthält einen konkaven Abschnitt 23a1 in einem unteren Teil in 1. Innerhalb dieses konkaven Abschnitts 23a1 befindet sich ein Kontaktbereich 23c1 der Schaltungsanordnung 23c, der weiter unten beschrieben wird. Die Schaltungsanordnung 23a umschließt den konkaven Abschnitt 23a1 und enthält die beiden Eingangsanschlussbereiche 23a2 in der Nähe des Schaltungsmusters 23c.
  • Die Schaltungsanordnung 23a ist in einem Bereich ausgebildet, der eine Mittellinie (die gestrichelt-gepunktete Linie X-X) enthält, die senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 verläuft. Die Halbleiterchips 30 sind in dem Bereich angeordnet, der die Mittellinie (die gestrichelt-gepunktete Linie X-X) enthält. In 1 sind zwei der vier Halbleiterchips 30 oberhalb der Mittellinie (gestrichelt-gepunktete Linie X-X) (in der +X-Richtung) und die anderen beiden Halbleiterchips 30 unterhalb der Mittellinie (in der -X-Richtung) angeordnet. Darüber hinaus sind die vier Halbleiterchips 30 symmetrisch bezüglich einer Mittellinie (gestrichelt-gepunktete Linie Y-Y) angeordnet, die sich zwischen der dritten Seite 21c und der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 befindet. Die Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 sind in der Nähe der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie Y-Y) angeordnet, und eine Steuerelektrode 31 ist derart angeordnet, dass sie einer anderen Steuerelektrode 31 gegenüberliegt, wobei die Mittellinie (die gestrichelt-gepunktete Linie Y-Y) dazwischen liegt.
  • Die Schaltungsanordnung 23b (ein Ausgangsschaltungsmuster) ist mechanisch und elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 durch Hauptstromleitungen 41 verbunden, die sich in der Hauptstromrichtung D1 erstrecken. Die Schaltungsanordnung 23b enthält die beiden Ausgangsanschlussbereiche 23b2 in der Nähe der Schaltungsanordnung 23f.
  • Diese Schaltungsanordnungen 23a und 23b sind derart ausgebildet, dass sie sich von der dritten Seite 21c zur vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 erstrecken. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23a und 23b in dieser Reihenfolge nebeneinander in der Hauptstromrichtung D1 angeordnet. Das heißt, die Schaltungsanordnungen 23a und 23b sind in den ±X-Richtungen benachbart zueinander ausgebildet, und es sind keine anderen Schaltungsanordnungen dazwischen angeordnet. Darüber hinaus sind Endabschnitte der Schaltungsanordnungen 23a und 23b, die sich in -Y-Richtung befinden, benachbart zur dritten Seite 21c der Keramikplatte 21 ausgebildet, und es sind keine weiteren Schaltungsanordnungen dazwischen ausgebildet. Die Endabschnitte der Schaltungsanordnungen 23a und 23b, die sich in der +Y-Richtung befinden, sind benachbart zur vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 ausgebildet und weisen zu dieser hin, und es sind keine Schaltungsanordnungen dazwischen ausgebildet. Somit fließt ein Hauptstrom, der zu den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der keramischen Leiterplatte 20 fließt, in der Hauptstromrichtung D1 und wird von den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 ausgegeben.
  • Der Zwischenraum zwischen den Schaltungsanordnungen 23a und 23b, der Zwischenraum zwischen den in -Y-Richtung verlaufenden Endabschnitten der Schaltungsanordnungen 23a und 23b und der dritten Seite 21c der Keramikplatte 21 und der Zwischenraum zwischen den in +Y-Richtung verlaufenden Endabschnitten der Schaltungsanordnungen 23a und 23b und der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 kann jeweils basierend auf einem vorbestimmten Isolierabstand gebildet werden. Zum Beispiel kann der Zwischenraum, der basierend auf einem vorbestimmten Isolationsabstand gebildet wird, zwischen 0,5 mm bis einschließlich 4,0 mm liegen.
  • Darüber hinaus kann beispielsweise jeder der Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23b (das Ausgangsschaltungsmuster) in ±Y-Richtung benachbart zu einer entsprechenden Seite der dritten und vierten Seite 21c und 21d ausgebildet sein. In dem Bereich, in dem die Halbleiterchips 30 angeordnet sind, kann jeder der in ±Y-Richtung verlaufenden Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23a (das Eingangsschaltungsmuster) benachbart zu einer entsprechenden Seite der dritten und vierten Seite 21c und 21d ausgebildet sein. Im Gegensatz dazu kann die Schaltungsanordnung 23c oder 23d, z.B. eine Steuerschaltung oder eine Erfassungsschaltung, die weiter unten beschrieben wird, zwischen einem der Endabschnitte des Bereichs, in dem die Eingangsanschlussbereiche 23a2 angeordnet sind, wobei sich die Endabschnitte in der ±Y-Richtung befinden, und der dritten Seite 21c oder der vierten Seite 21d ausgebildet sein.
  • Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 sind nahe der ersten Seite 21a der keramischen Leiterplatte 20 angeordnet, und die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 sind nahe der zweiten Seite 21b der keramischen Leiterplatte 20 angeordnet. Das heißt, die Hauptstromrichtung D1 ist die Richtung von den Eingangsanschlussbereichen 23a2 zu den Ausgangsanschlussbereichen 23b2. Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 und die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 sind gleich weit von der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie X-X) der keramischen Leiterplatte 20 entfernt, wobei die Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 verläuft. Darüber hinaus sind die Eingangsanschlussbereiche 23a2 und die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 ungefähr gleich weit von der ersten Seite 21a bzw. zweiten Seite 21b entfernt.
  • Die Schaltungsanordnung 23c (ein erstes Steuerungsschaltungsmuster) ist elektrisch mit den Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 verbunden. Die Schaltungsanordnung 23c ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23a (in der Richtung entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung D1) ausgebildet. Die (in ±Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23c sind so ausgebildet, dass sie der Breite des Bereichs entsprechen, in dem die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Schaltungsanordnung 23a ausgebildet sind. Das heißt, es gibt einen Zwischenraum zwischen dem (in -Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitt der Schaltungsanordnung 23c und der dritten Seite 21c der Keramikplatte 21, und es gibt einen Zwischenraum zwischen dem (in +Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitt der Schaltungsanordnung 23c und der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21. Darüber hinaus enthält die Schaltungsanordnung 23c den Kontaktbereich 23c1 an einer Stelle, die dem Mittelpunkt zwischen der dritten und vierten Seite 21c und 21d der Keramikplatte 21 entspricht. Dieser Kontaktbereich 23c1 befindet sich innerhalb des konkaven Abschnitts 23a1 der Schaltungsanordnung 23a. Die Schaltungsanordnung 23c (der Kontaktbereich 23c1) ist mechanisch und elektrisch mit den Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 verbunden, wobei sich die Steuerelektroden 31 im Innenbereich der Halbleitereinheit 10 befinden, und zwar durch Steuerleitungen 42 (Steuerverdrahtungselemente), die sich in der Hauptstromrichtung D1 erstrecken.
  • Die Schaltungsanordnung 23f (ein zweites Steuerungsschaltungsmuster) kann elektrisch mit den Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 verbunden sein. Die Schaltungsanordnung 23f hat eine lineare Form und ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23b (in der Hauptstromrichtung D1) ausgebildet. Die (in ±Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23f sind so ausgebildet, dass sie den (in ±Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitten der Schaltungsanordnung 23b entsprechen.
  • Diese Schaltungsanordnungen 23c und 23f sind symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie (die gestrichelt-gepunktete Linie X-X) der keramischen Leiterplatte 20 ausgebildet, wobei die Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 verläuft. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23c und 23f gleichmäßig von der ersten Seite 21a bzw. zweiten Seite 21b der Keramikplatte 21 beabstandet.
  • Die Schaltungsanordnung 23d (ein erstes Erfassungsschaltungsmuster) ist elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 verbunden. Die Schaltungsanordnung 23d ist in der Nähe der Schaltungsanordnung 23a in der zur Hauptstromrichtung D1 entgegengesetzten Richtung ausgebildet. Die Schaltungsanordnung 23d ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23c (in -X-Richtung) ausgebildet. Das heißt, gemäß der ersten Ausführungsform hat die Schaltungsanordnung 23d in der Draufsicht eine U-Form. Insbesondere ist das Schaltungsmuster 23d entlang des Bereichs, in dem die Eingangsanschlussbereiche 23a2 des Schaltungsmusters 23a angeordnet sind, der (in ±Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitte des Schaltungsmusters 23c und einer Seite des Schaltungsmusters 23c ausgebildet, wobei die Seite in der Richtung entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung D1 verlaufen. Die Schaltungsanordnung 23d ist mechanisch und elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 durch Sensorleitungen 46 verbunden, die sich in der Hauptstromrichtung D1 erstrecken.
  • Die Schaltungsanordnung 23e (ein zweites Erfassungsschaltungsmuster) kann elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 verbunden sein. Die Schaltungsanordnung 23e hat eine lineare Form und ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23f (in der Hauptstromrichtung D1) ausgebildet. Die (±Y-Richtung) Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23e sind so ausgebildet, dass sie den (in ±Y-Richtung ausgebildeten) Endabschnitten der Schaltungsanordnung 23f entsprechen.
  • Darüber hinaus sind diese Schaltungsanordnungen 23d und 23e gleich weit von der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie X-X) der keramischen Leiterplatte 20 entfernt, wobei die Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 verläuft. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23d und 23e gleichmäßig von der ersten Seite 21a bzw. zweiten Seite 21b der Keramikplatte 21 beabstandet.
  • Die Hauptstromleitungen 41, die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46 bestehen jeweils aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit als Hauptbestandteil. Beispiele für das Metallmaterial enthalten Gold, Silber, Kupfer, Aluminium und eine Legierung, die mindestens eine dieser Werkstoffe enthält. Die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46 können einen kleineren Durchmesser haben als die Hauptstromleitungen 41. Auf diese Weise werden die entsprechenden Verbindungsbereiche reduziert, und die Verdrahtung ist in feinen Abschnitten leicht möglich. Die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46 haben jeweils einen Durchmesser zwischen 50 µm bis einschließlich 400 µm, und die Hauptstromleitungen 41 haben zum Beispiel jeweils einen Durchmesser zwischen 300 µm bis einschließlich 600 µm. Die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b, die im Folgenden beschrieben werden, sind ebenfalls aus dem gleichen Werkstoff hergestellt wie die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46. Die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b können denselben Durchmesser haben wie die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46. Dieser Durchmesser kann kleiner sein als derjenige der Hauptstromleitungen 41.
  • Die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46 können derart ausgebildet sein, dass sie sich mit Ausnahme des in 1 dargestellten Falls wie in 3 dargestellt erstrecken. Die einzelne Steuerleitung 42 verbindet den Kontaktbereich 23c1 der Verdrahtungsanordnung 23c mit den Steuerelektroden 31 der entsprechenden beiden Halbleiterchips 30 parallel zur Hauptstromrichtung D1. Die individuelle Sensorleitung 46 verbindet die Schaltungsanordnungen 23b und 23d parallel zur Hauptstromrichtung D1 in der Nähe der dritten Seite 21c oder der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21. Darüber hinaus erstrecken sich einige der Hauptstromleitungen 41 zwischen einer der Steuerleitungen 42 und einer der Sensorleitungen 46 parallel zur Hauptstromrichtung D1, und die anderen Hauptstromleitungen 41 erstrecken sich zwischen der anderen Steuerleitung 42 und der anderen Sensorleitung 46 parallel zur Hauptstromrichtung D1. Da sich alle Hauptstromleitungen 41, die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46 parallel zur Hauptstromrichtung D1 erstrecken, ist die Verdrahtung dieser Leitungen leicht möglich.
  • Auf diese Weise sind die Halbleiterchips 30 und die Schaltungsanordnungen 23a, 23b, 23c und 23d über die Hauptstromleitungen 41, die Steuerleitungen 42 und die Sensordrähte 46 miteinander verbunden. Durch die Verbindung der oben genannten Komponenten der Halbleitereinheit 10 wird ein Armabschnitt ausgebildet. Dieser Armabschnitt dient als oberer Zweig oder als unterer Zweig, abhängig von der Richtung des Armabschnitts (der Hauptstromrichtung D1), die im Folgenden im Detail beschrieben wird.
  • Als nächstes wird eine Halbleitervorrichtung, die die oben beschriebene Halbleitereinheit 10 enthält, mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben. 4 und 5 sind jeweils eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 6 veranschaulicht eine Ersatzschaltung der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. In den 4 bis 6 sind Komponenten, die beschrieben werden müssen, durch Bezugszeichen gekennzeichnet. Es gibt zwar einige Komponenten, die nicht durch Bezugszeichen gekennzeichnet sind, aber diese Bezugszeichen sind in den 1 und 2 enthalten. Die Halbleitervorrichtung kann durch Verwendung der in 3 veranschaulichten Halbleitereinheit ausgebildet werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung 1 enthält zwei Halbleitereinheiten 10a und 10b. Die Halbleitereinheit 10a ist äquivalent zur Halbleitereinheit 10 und dient als oberer Zweig. Während die Halbleitereinheit 10b ebenfalls der Halbleitereinheit 10 entspricht, ist ihre Hauptstromrichtung D1 derjenigen der Halbleitereinheit 10a entgegengesetzt, und die Halbleitereinheit 10b dient als unterer Zweig. Während also die Halbleitereinheiten 10a und 10b jeweils die gleichen Komponenten wie die der Halbleitereinheit 10 enthalten, ist eine der Halbleitereinheiten 10a und 10b in entgegengesetzter Richtung zur anderen angeordnet.
  • Im Falle der Halbleitervorrichtung 1 können die Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheit 10a und die Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 10b durch einen Hauptschaltungskopplungsdraht (nicht veranschaulicht) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Darüber hinaus sind im Fall der Halbleitervorrichtung 1 das Schaltungsmuster 23c der Halbleitereinheit 10a und das Schaltungsmuster 23f der Halbleitereinheit 10b durch die Steuerungskopplungsleitung 44a mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Die Schaltungsanordnung 23f der Halbleitereinheit 10a und die Schaltungsanordnung 23c der Halbleitereinheit 10b sind durch die Steuerungskopplungsleitung 44b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus sind im Fall der Halbleitervorrichtung 1 die Schaltungsanordnung 23d der Halbleitereinheit 10a und die Schaltungsanordnung 23e der Halbleitereinheit 10b durch die Sensorkopplungsleitung 45a mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Die Schaltungsanordnung 23e der Halbleitereinheit 10a und die Schaltungsanordnung 23d der Halbleitereinheit 10b sind durch die Sensorkopplungsleitung 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus enthält die Halbleitervorrichtung 1 Stromschienen 50a und 50b. Die Stromschienen 50a und 50b sind jeweils aus einem Metallmaterial als Hauptbestandteil hergestellt, das eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweist. Beispiele für das Metallmaterial enthalten Silber, Kupfer, Nickel und eine Legierung, die mindestens eine dieser Werkstoffe enthält. Die Oberfläche jeder der Stromschienen 50a und 50b kann beschichtet werden, um ihren Widerstand gegen Korrosion zu verbessern. Beispiele für das Beschichtungsmaterial enthalten Nickel, eine Nickel-Phosphor-Legierung und eine Nickel-Bor-Legierung.
  • Die Stromschiene 50a enthält untere Abschnitte 51a und einen Verdrahtungsabschnitt 52a. Die unteren Abschnitte 51a sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 10a verbunden. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51a erfolgt beispielsweise durch Löten oder Ultraschallbonden. Der Verdrahtungsabschnitt 52a ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51a verbunden. Der Verdrahtungsabschnitt 52a und die unteren Abschnitte 51a können einstückig ausgebildet oder z. B. durch Schweißen miteinander verbunden werden. Darüber hinaus verläuft der Verdrahtungsabschnitt 52a senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 5 in ±Y-Richtung. In 5 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52a veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52a kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1 in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Stromschiene 50b enthält auch untere Abschnitte 51b und einen Verdrahtungsabschnitt 52b. Die unteren Abschnitte 51b sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheit 10b verbunden. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51b erfolgt beispielsweise durch Löten oder Ultraschallbonding. Der Verdrahtungsabschnitt 52b ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51b verbunden. Der Verdrahtungsabschnitt 52b und die unteren Abschnitte 51b können einstückig ausgebildet oder z. B. durch Schweißen miteinander verbunden sein. Darüber hinaus verläuft der Verdrahtungsabschnitt 52b senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 5 in ±Y-Richtung. In 5 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52b veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52b kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1 in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Eine Stromschiene 50c enthält auch untere Abschnitte 51c und einen Verdrahtungsabschnitt 52c. Die unteren Abschnitte 51c sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheit 10a und mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 10b verbunden. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51c erfolgt ebenfalls durch Lötmittel oder z.B. durch Ultraschallbonden. Der Verdrahtungsabschnitt 52c ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51c verbunden. Der Verdrahtungsabschnitt 52c und die unteren Abschnitte 51c können einstückig ausgebildet oder z. B. durch Schweißen miteinander verbunden werden. Darüber hinaus verläuft der Verdrahtungsabschnitt 52c senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 5 in ±Y-Richtung. In 5 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c kann so ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1 in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 stellt eine in 6 dargestellte Halbbrückenschaltung dar und enthält einen oberen Zweig A und einen unteren Zweig B. Im Fall der Halbleitervorrichtung 1 dient die Halbleitereinheit 10a durch Verbinden der Halbleitereinheiten 10a und 10b miteinander als oberer Zweig A und die Halbleitereinheit 10b als unterer Zweig B. Im Fall dieser Halbleitervorrichtung 1 entspricht ein Anschlusspunkt C1, der mit einer positiven Elektrode P einer externen Stromversorgung (nicht veranschaulicht) verbunden ist, den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Halbleitereinheit 10a. Ein Anschlusspunkt E1C2, der mit einer Klemme 0 einer Ladung (nicht dargestellt) verbunden ist, entspricht den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Halbleitereinheit 10a und den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Halbleitereinheit 10b. Ein mit einer negativen Elektrode N der externen Spannungsversorgung verbundener Anschlusspunkt E2 entspricht den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Halbleitereinheit 10b.
  • Eine Verdrahtung erstreckt sich von dem Anschlusspunkt C1 über die Stromschiene 50a zur Außenseite der Halbleitervorrichtung 1 und ist mit dem Hochspannungsanschluss (P) der externen Stromversorgung verbunden. Eine Verdrahtung erstreckt sich vom Anschlusspunkt E2 über die Stromschiene 50b zur Außenseite der Halbleitervorrichtung 1 und ist mit dem Niederspannungsanschluss (N) der externen Stromversorgung verbunden. Darüber hinaus erstreckt sich eine Verdrahtung vom Anschlusspunkt E1C2 über die Stromschiene 50c zur Außenseite der Halbleitervorrichtung 1 und ist mit dem Anschluss (O) der Ladung verbunden. Die Halbleitereinheiten 10 dienen somit als Wechselrichter.
  • Die Halbleitervorrichtung 1, die durch die Verbindung der Halbleitereinheiten 10a und 10b ausgebildet ist, ist zum Beispiel durch Lötmittel oder Silberlot auf einer Wärmeableitungsplatine angeordnet. Die Wärmeableitungsplatte kann eine flache Platte sein, die in der Draufsicht eine rechteckige Form hat. Die Wärmeableitungsplatte ist aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit als Hauptbestandteil hergestellt. Beispiele für das Metallmaterial enthalten Aluminium, Eisen, Silber, Kupfer und eine Legierung, die mindestens eine dieser Werkstoffe enthält. Zur Verbesserung des Widerstands gegen Korrosion kann die Oberfläche der Wärmeableitungsplatte mit Nickel beschichtet werden oder ähnliches. Beispiele für das Beschichtungsmaterial enthalten nicht nur Nickel, sondern auch eine Nickel-Phosphor-Legierung und eine Nickel-Bor-Legierung. Zum Beispiel werden Befestigungslöcher in geeigneter Weise in der Wärmeableitungsplatte, wie oben beschrieben, ausgebildet, und diese Befestigungslöcher werden verwendet, um die Halbleitervorrichtung 1 an einem externen Gerät zu befestigen.
  • Zusätzlich kann eine Kühleinheit an der Rückseite der Wärmeableitungsplatine der Halbleitervorrichtung 1 über ein Wärmeleitfett befestigt werden. Bei dem thermischen Fett handelt es sich beispielsweise um Silikon, dem ein Füllstoff aus Metalloxid beigemischt ist. Diese Kühleinheit ist ebenfalls aus einem Metallmaterial mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit als Hauptbestandteil hergestellt, und bei Bedarf kann die Oberfläche der Kühleinheit beschichtet werden. Bei der Kühleinheit handelt es sich zum Beispiel um einen Kühlkörper mit mehreren Rippen oder um eine wassergekühlte Kühleinrichtung. Die Wärmeableitungsplatine kann einstückig mit einer solchen Kühleinheit, wie oben beschrieben, ausgebildet sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 1 kann mit Dichtungsmaterial versiegelt werden. Das Dichtungsmaterial kann die Stirnseite der keramischen Leiterplatte 20, die Halbleiterchips 30 und die Verdrahtung, beispielsweise die Hauptstromleitungen 41, die Steuerleitungen 42 und die Sensorleitungen 46, abdichten. Die Rückseite der Wärmeableitungsplatine kann durch das Dichtungsmaterial nach außen hin freigelegt werden. Das Dichtungsmaterial ist ein wärmehärtendes Harz, beispielsweise ein Epoxidharz oder ein Silikongel. Das Dichtungsmaterial kann außerdem einen Füllstoff enthalten.
  • Alternativ kann die Halbleitervorrichtung 1, nachdem sie in einem Gehäuse (nicht veranschaulicht) gelagert wurde, mit Dichtungsmaterial versiegelt werden. Je nach Bedarf kann das Gehäuse mit Verdrahtungselementen versehen werden. Beispiele für Verdrahtungselemente enthalten einen Leitungsrahmen und die Stromschienen 50a, 50b und 50c. In diesem Fall sind die im Leitungsrahmen enthaltenen Steuerklemmen und Leseklemmen sowie die in den Stromschienen 50a, 50b und 50c enthaltenen externen Klemmen zur Außenseite des Gehäuses hin offen. Die einzelne Steuerklemme empfängt ein Steuersignal, und die einzelne Sensorklemme gibt ein Messsignal aus. Die einzelne externe Klemme empfängt und gibt einen vorbestimmten Strom von und nach außen ab. Das oben beschriebene Gehäuse besteht aus einem thermoplastischen Harz als Hauptbestandteil. Beispiele für dieses Harz enthalten Polyphenylensulfid-Harz, Polybutylenterephthalat-Harz, Polybutylensuccinat-Harz, Polyamid-Harz und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz.
  • Als nächstes wird im Vergleich zur Halbleitereinheit 10 eine Halbleitereinheit gemäß einem Referenzbeispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit gemäß einem Referenzbeispiel. Gleiche Komponenten zwischen dieser in 7 veranschaulichten Halbleitereinheit 100 und der Halbleitereinheit 10 sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die Halbleitereinheit 100 enthält eine Keramikplatte 21, Schaltungsanordnungen 230a bis 230g und Halbleiterchips 130 und 131. Die Schaltungsanordnungen 230a bis 230g sind derart ausgebildet und angeordnet, wie in 7 veranschaulicht.
  • Die Halbleiterchips 130 enthalten jeweils ein Schaltelement, und die Halbleiterchips 131 enthalten jeweils ein Diodenelement. Der einzelne Halbleiterchip 130 als Schaltelement enthält an seiner Rückseite eine Eingangselektrode und an seiner Stirnseite eine Steuerelektrode und eine Ausgangselektrode. Der einzelne Halbleiterchip 131 als Diodenelement enthält eine Ausgangselektrode auf seiner Rückseite und eine Eingangselektrode auf seiner Stirnseite.
  • Die Schaltungsanordnung 230a bildet ein Muster aus, das den Anschlusspunkt E1C2 in 6 enthält. Das Schaltungsmuster 230a ist mit Verbindungsdrähten 140 verbunden, die mit der Ausgangselektrode des auf dem Schaltungsmuster 230b angeordneten Halbleiterchips 131 verbunden sind. Darüber hinaus sind die Rückseiten der entsprechenden Halbleiterchips 130 und 131 über Lötmittel mit der Schaltungsanordnung 230a verbunden. Die Schaltungsanordnung 230a hat eine annähernd rechteckige Form, und ein einen Kontaktbereich 230a1 enthaltender Bereich steht in 7 in der oberen Richtung vor. Die Schaltungsanordnung 230a ist Seite an Seite mit der Schaltungsanordnung 230b angeordnet.
  • Die Schaltungsanordnung 230b bildet ein Muster aus, das den Anschlusspunkt C1 des oberen Zweigs A in 6 enthält. Die Rückseiten der entsprechenden Halbleiterchips 130 und 131 sind über Lötmittel mit der Schaltungsanordnung 230b verbunden. Die Schaltungsanordnung 230b hat einen Bereich, der einen Kontaktbereich 230b1 enthält, wobei dieser Bereich in 7 in die untere Richtung vorsteht.
  • Die Schaltungsanordnung 230c bildet ein Muster aus, das den Anschlusspunkt E2 des unteren Zweigs in 6 enthält. Die Schaltungsanordnung 230c ist mit Verbindungsdrähten 140 verbunden, die mit der Eingangselektrode des Halbleiterchips 131 verbunden sind. Die Schaltungsanordnung 230c enthält einen Kontaktbereich 230c1 in der Nähe der zweiten Seite 21b der Keramikplatte 21.
  • Die Schaltungsanordnung 230d stellt eine Steueranordnung des oberen Zweigs A dar. Die Schaltungsanordnung 230d ist über Steuerleitungen 42 mit den Steuerelektroden der entsprechenden Halbleiterchips 130 verbunden. Die Schaltungsanordnung 230d ist in der Nähe der zweiten Seite 21b der Keramikplatte 21 in 7 ausgebildet.
  • Die Schaltungsanordnung 230g stellt eine Steueranordnung des unteren Zweigs B dar. Die Schaltungsanordnung 230g ist über Steuerleitungen 42 mit den Steuerelektroden der entsprechenden Halbleiterchips 130 auf der Schaltungsanordnung 230a verbunden. Die Schaltungsanordnung 230g ist in der Nähe der ersten Seite 21a der Keramikplatte 21 in 7 ausgebildet, wobei die erste Seite 21a in der entgegengesetzten Richtung zu der zweiten Seite 21b angeordnet ist, in deren Nähe sich die Schaltungsanordnung 230d befindet.
  • Darüber hinaus bilden die Schaltungsanordnungen 230e und 230f jeweils eine Erfassungsanordnung. Die Schaltungsanordnung 230f ist in der Nähe der ersten Seite 21a der Keramikplatte 21 angeordnet, und die Schaltungsanordnung 230e ist in der Nähe der zweiten Seite 21b angeordnet, die sich in der entgegengesetzten Richtung zu der ersten Seite 21a befindet, in deren Nähe sich die Schaltungsanordnung 230f befindet. Die Schaltungsanordnungen 230e und 230f sind jeweils mechanisch und elektrisch über eine Verdrahtung 46 mit der Ausgangselektrode eines entsprechenden Halbleiterchips 130 verbunden.
  • Bei dieser Halbleitereinheit 100 muss zwischen der Schaltungsanordnung 230b des oberen Zweigs A und der Schaltungsanordnung 230a des unteren Zweigs B ein Zwischenraum G eingehalten werden, um einen Kurzschluss zwischen der Schaltungsanordnung 230b und der Schaltungsanordnung 230a zu verhindern. Das heißt, im Fall der Halbleitereinheit 100 wird die Fläche der Keramikplatte 21 vergrößert, da der Zwischenraum G beibehalten werden muss. Somit ist es schwierig, eine Verkleinerung der Keramikplatte 21 zu erreichen, und daher wird auch eine Verkleinerung der Halbleitereinheit 100 und einer Halbleitervorrichtung, die die Halbleitereinheit 100 enthält, schwierig.
  • Im Gegensatz dazu enthält die Halbleitereinheit 10 die Halbleiterchips 30 und die keramische Leiterplatte 20. Der einzelne Halbleiterchip 30 hat die Ausgangselektrode 32 und die Steuerelektrode 31 auf seiner Stirnseite und die Eingangselektrode auf seiner Rückseite. Die keramische Leiterplatte 20 enthält die Keramikplatte 21 und die Schaltungsanordnungen 23b und 23a. Die Keramikplatte 21 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form, die von den ersten Seiten 21a und zweiten Seiten 21b, die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, und den dritten und vierten Seiten 21c und 21d, die senkrecht zu den ersten Seiten 21a und zweiten Seiten 21b verlaufen und in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, umgeben ist. Die Schaltungsanordnung 23b ist auf der Stirnseite der Keramikplatte 21 ausgebildet. Die Schaltungsanordnung 23a ist auf der Stirnseite der Keramikplatte 21 ausgebildet, und die Rückseiten der Halbleiterchips 30 sind mit der Schaltungsanordnung 23a verbunden. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnung 23b und die Schaltungsanordnung 23a jeweils von der dritten Seite 21c bis zur vierten Seite 21d und nebeneinander in der Hauptstromrichtung D1 von der ersten Seite 21a zur zweiten Seite 21b ausgebildet.
  • Durch Nebeneinanderanordnen der beiden Halbleitereinheiten 10a und 10b, die jeweils der Halbleitereinheit 10 entsprechen, so dass ihre jeweiligen Hauptstromrichtungen D1 einander entgegengesetzt sind, und durch Verbinden der beiden Halbleitereinheiten 10a und 10b mit den Verdrahtungen wie oben beschrieben, erhält man die Halbleitervorrichtung 1. Auf diese Weise lässt sich die Halbleitervorrichtung 1 leicht ausbilden, indem die Halbleitereinheiten 10, die in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, kombiniert werden. Mit Ausnahme des oben genannten Falles werden durch die Kombination von Halbleitereinheiten 10 auf verschiedene Weise verschiedene Halbleitervorrichtungen 1 ausgebildet.
  • Da die Halbleitereinheiten 10a und 10b ihre jeweiligen keramischen Leiterplatten 20 enthalten, wird bei der Halbleitervorrichtung 1 die isolierende Eigenschaft zwischen den Halbleitereinheiten 10a und 10b aufrechterhalten, und ein Kurzschluss zwischen den Halbleitereinheiten 10a und 10b wird verhindert. So wird die Vergrößerung der Fläche der einzelnen Keramikplatte 21 und die Vergrößerung der einzelnen Halbleitereinheit 10 (der Halbleitereinheit 10a oder 10b) verhindert. Außerdem wird eine Verkleinerung der Halbleitereinheit 10 und eine Verkleinerung der Halbleitervorrichtung 1 erreicht.
  • Nachfolgend werden Variationen der Halbleitervorrichtung beschrieben, die durch die Kombination von Halbleitereinheiten 10 auf verschiedene Weise erhalten werden.
  • [Variante 1]
  • Variante 1, bei der zwei Reihen von Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in den 4 und 5 dargestellt sind, miteinander verbunden sind, wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der Variante 1 der ersten Ausführungsform. Da die Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in dieser Halbleitervorrichtung 1a in 8 enthalten sind, dieselben sind, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben sind, wird auf die Erläuterung der Bezugszeichen verschiedener Komponenten und eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet. Darüber hinaus werden die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1a der Einfachheit halber mit Y1 bis Y4 in der +Y-Richtung bezeichnet.
  • Wie in 8 veranschaulicht, enthält die Halbleitervorrichtung 1a zwei Reihen von Halbleitereinheiten 10a und 10b. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1a wird durch Verbinden der Halbleitereinheiten 10a und 10b (Y3 und Y4) mit den in der Halbleitervorrichtung 1 enthaltenen Halbleitereinheiten 10a und 10b (Y1 und Y2) in der +Y-Richtung erhalten. Das heißt, die Halbleitereinheiten 10 sind derart angeordnet, dass sich die Hauptstromrichtung D1 abwechselnd ändert. Die Halbleitereinheiten 10b und 10a (Y2 und Y3) sind mechanisch und elektrisch durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b miteinander verbunden, wie es bei den in 4 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b der Fall ist.
  • Darüber hinaus sind bei der Halbleitervorrichtung 1a die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y3) durch eine Stromschiene 50a und die Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y2 und Y4) durch eine Stromschiene 50b miteinander verbunden. Darüber hinaus sind die Halbleitereinheiten 10a, 10b, 10a und 10b (Y1, Y2, Y3 und Y4) durch eine Stromschiene 50c miteinander verbunden. Die Stromschienen 50a, 50b und 50c verbinden die Halbleitereinheiten 10a und 10b auf die gleiche Weise wie in 5.
  • Untere Abschnitte 51a der Stromschiene 50a sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y3) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52a ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51a verbunden. Außerdem steht der Verdrahtungsabschnitt 52a senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 8 in den ±Y-Richtungen. In 8 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52a veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52a kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1a in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51b der Stromschiene 50b sind auch mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y2 und Y4) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52b ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51b verbunden. Außerdem steht der Verdrahtungsabschnitt 52b senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 8 in den ±Y-Richtungen. In 8 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52b veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52b kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1a in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51c der Stromschiene 50c sind auch mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10a (Y1 und Y3) und mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10b (Y2 und Y4) verbunden. Diese Verbindung der unteren Abschnitte 51c erfolgt ebenfalls durch Lötmittel oder z.B. durch Ultraschallbonden. Darüber hinaus verläuft ein Verdrahtungsabschnitt 52c senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 8 in den ±Y-Richtungen. In 8 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c kann so ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1a in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Halbleitervorrichtung 1a gemäß Variante 1 enthält zwei Reihen von Halbleitereinheiten 10a und 10b, die miteinander verbunden sind. Je nach Bedarf können weitere Reihen von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der Y-Richtung in 8 verbunden werden.
  • [Variante 2]
  • Variante 2, bei der die Halbleitereinheiten 10a und 10b mit der Außenseite der in 4 und 5 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b verbunden sind, wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der Variante 2 der ersten Ausführungsform. Da die Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in dieser Halbleitervorrichtung 1b in 9 enthalten sind, dieselben sind wie die in den 1 bis 5 beschriebenen, wird auf die Erläuterung der Bezugszeichen verschiedener Komponenten und eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet. Darüber hinaus werden die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1b der Einfachheit halber mit Y1 bis Y4 in der +Y-Richtung bezeichnet.
  • Wie in 9 veranschaulicht, enthält die Halbleitervorrichtung 1b zusätzlich zu den in 1 bis 5 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b (Y2 und Y3) eine Halbleitereinheit 10a (Y1) in der -Y-Richtung und eine Halbleitereinheit 10b (Y4) in der +Y-Richtung. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1b ergibt sich aus der Verbindung der beiden Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) und der beiden Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y3 und Y4) in einer Linie. Die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, indem ihre jeweiligen Verdrahtungsmuster 23b, 23c, 23d, 23e und 23f durch Drähte verbunden werden. Die Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y3 und Y4) sind auf die gleiche Weise mechanisch und elektrisch durch Verdrahtung miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus sind bei der Halbleitervorrichtung 1b die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) durch eine Stromschiene 50a und die Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y3 und Y4) durch eine Stromschiene 50b miteinander verbunden. Darüber hinaus sind die Halbleitereinheiten 10a, 10a, 10b und 10b (Y1, Y2, Y3 und Y4) durch eine Stromschiene 50c miteinander verbunden.
  • Untere Abschnitte 51a der Stromschiene 50a sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52a ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51a verbunden. Außerdem steht der Verdrahtungsabschnitt 52a senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 9 in den ±Y-Richtungen. In 9 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52a veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52a kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1b in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51b der Stromschiene 50b sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y3 und Y4) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52b ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51b verbunden. Außerdem steht der Verdrahtungsabschnitt 52b senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 9 in den ±Y-Richtungen. In 9 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52b veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52b kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1b in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51c der Stromschiene 50c sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10a (Y1 und Y2) und mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10b (Y3 und Y4) verbunden. Diese Verbindung der unteren Abschnitte 51c erfolgt ebenfalls durch Lötmittel oder z.B. durch Ultraschallbonden. Darüber hinaus verläuft ein Verdrahtungsabschnitt 52c senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 9 in die ±Y-Richtungen. In 9 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1b in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Halbleitervorrichtung 1b gemäß Variante 2 wird durch Verbinden einer Halbleitereinheit 10a mit einer Anordnung von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der -Y-Richtung in 9 und durch Verbinden einer Halbleitereinheit 10b mit dem Satz von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der +Y-Richtung in 9 gebildet. Je nach Bedarf können mehrere Halbleitereinheiten 10a mit einer Gruppe von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der -Y-Richtung verbunden werden, wobei mehrere Halbleitereinheiten 10b mit der Anordnung von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der +Y-Richtung verbunden werden können.
  • [Variante 3]
  • Variante 3, bei der die in 4 und 5 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b vertikal (in X-Richtung) angeordnet sind, wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben. 10 und 11 sind jeweils eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der Variante 3 der ersten Ausführungsform. Da die Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in dieser Halbleitervorrichtung 1c in 10 enthalten sind, dieselben sind wie die in den 1 bis 5 beschriebenen, wird auf die Erläuterung der Bezugszeichen verschiedener Komponenten und eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet. Darüber hinaus veranschaulicht 11 einen Fall, in dem die Halbleitervorrichtung 1c in 10 in mehrfacher Anzahl in Y-Richtung vorgesehen ist. Außerdem werden die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1c in 10 der Einfachheit halber mit X1 und X2 in der +X-Richtung bezeichnet. Darüber hinaus werden die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1d in 11 mit 11, X12, X21 und X22 in der +X- und ±Y-Richtung bezeichnet.
  • Wie in 10 veranschaulicht, enthält die Halbleitervorrichtung 1c einen Satz von Halbleitereinheiten 10a und 10b. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1c wird durch Anordnen der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) in einer Reihe nebeneinander parallel zur Hauptstromrichtung D1 und durch mechanisches und elektrisches Verbinden der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) miteinander erhalten. Die Halbleitereinheit 10a (X1) und die Halbleitereinheit 10b (X2) haben die gleiche Hauptstromrichtung D1 (+X-Richtung).
  • Wie bei den in 4 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b sind die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) mechanisch und elektrisch durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b miteinander verbunden. Darüber hinaus können im Falle der Halbleitervorrichtung 1c Stromschienen 50a, 50b und 50c in geeigneter Weise mit den Halbleitereinheiten 10a und 10b verbunden sein (siehe beispielsweise 11).
  • Die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1c können ohne die Sensorkopplungsschaltungsmuster 23e und die Gate-Kopplungsschaltungsmuster 23f ausgebildet sein. In diesem Fall werden auch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b nicht benötigt. Auf diese Weise wird die individuelle Leiterplattenfläche weiter reduziert und die Größe der Halbleitervorrichtung 1c weiter verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung 1c sind zum Beispiel die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10a derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird in der Halbleitervorrichtung 1c eine Halbbrückenschaltung ausgebildet. Alternativ sind zum Beispiel die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird eine Halbbrückenschaltung gebildet.
  • Alternativ sind z.B. die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird ein parallel geschalteter oberer Zweig A ausgebildet. Alternativ dazu sind beispielsweise die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird ein parallel geschalteter unterer Zweig B gebildet.
  • Die Halbleitervorrichtung 1c wird durch vertikales Verbinden einer Reihe Bvon Halbleitereinheiten 10a und 10b erhalten. Je nach Bedarf können mehrere Sätze von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der Y-Richtung in 10 miteinander verbunden werden.
  • Die in 11 veranschaulichte Halbleitervorrichtung 1d wird zum Beispiel durch Hinzufügen einer weiteren Halbleitervorrichtung 1c zu der oben genannten Halbleitervorrichtung 1c erhalten. Die Halbleitervorrichtung 1d wird durch Anordnen einer weiteren Gruppe von Halbleitereinheiten 10a und 10b in der +Y-Richtung der in 10 veranschaulichten Gruppe von Halbleitereinheiten 10a und 10b erhalten. Das heißt, im Fall der Halbleitervorrichtung 1d sind die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) vertikal in der ersten Spalte angeordnet, und die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X21 und X22) sind vertikal in der zweiten Spalte angeordnet. Das heißt, im Falle der Halbleitervorrichtung 1d sind mehrere Halbleitereinheiten 10a in der Richtung (+Y-Richtung) senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 angeordnet, und mehrere Halbleitereinheiten 10b sind in der Richtung (+Y-Richtung) senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 angeordnet, wobei die mehreren Halbleitereinheiten 10b den mehreren Halbleitereinheiten 10a gegenüberliegen. Bei der Halbleitervorrichtung 1d sind die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X21 und X22) durch die Steuerungskopplungsleitung 44b und die Sensorkopplungsleitung 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, wie es bei den in 10 dargestellten Halbleitereinheiten 10a und 10b der Fall ist. Darüber hinaus können die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) über die Steuerungskopplungsleitung 44a und die Sensorkopplungsleitung 45a mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein, wie dies bei den in 10 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b der Fall ist. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23e der Halbleitereinheiten 10a und 10a (X11 und X21) mechanisch und elektrisch durch einen Draht miteinander verbunden. Die Schaltungsanordnungen 23f der Halbleitereinheiten 10a und 10a (X11 und X21) sind durch einen Draht mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Die Schaltungsanordnungen 23c der Halbleitereinheiten 10b und 10b (X12 und X22) sind durch einen Draht mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Die Schaltungsanordnungen 23d der Halbleitereinheiten 10b und 10b (X12 und X22) sind mechanisch und elektrisch durch einen Draht miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus sind bei der Halbleitervorrichtung 1d die Halbleitereinheiten 10a und 10a (X11 und X21) durch Stromschienen 50a und 50c1 miteinander verbunden. Darüber hinaus sind die Halbleitereinheiten 10b und 10b (X12 und X22), die Halbleitereinheiten 10b und 10b (X12 und X22) durch Stromschienen 50b und 50c2 miteinander verbunden.
  • Untere Abschnitte 51a der Stromschiene 50a sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10a (X11 und X21) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52a ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51a verbunden. Darüber hinaus steht der Verdrahtungsabschnitt 52a senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in den ±Y-Richtungen in 11. Der Verdrahtungsabschnitt 52a kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1d in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51b der Stromschiene 50b sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10b (X12 und X22) verbunden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52b ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51b verbunden. Darüber hinaus steht der Verdrahtungsabschnitt 52b senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 11 in den ±Y-Richtungen. Der Verdrahtungsabschnitt 52b kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1d in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Stromschiene 50c1 enthält untere Abschnitte 51c1 und einen Verdrahtungsabschnitt 52c1. Die unteren Abschnitte 51c1 sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10a (X11 und X21) verbunden. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51c erfolgt beispielsweise auch durch Löten oder Ultraschallbonden. Darüber hinaus steht der Verdrahtungsabschnitt 52c1 senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 11 in die ±Y-Richtung. In 11 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c1 veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c1 kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1d in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Die Stromschiene 50c2 enthält untere Abschnitte 51c2 und einen Verdrahtungsabschnitt 52c2. Die unteren Abschnitte 51c2 sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10b (X12 und X22) verbunden. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51c2 erfolgt beispielsweise auch durch Löten oder Ultraschallbonden. Darüber hinaus steht der Verdrahtungsabschnitt 52c2 senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 11 in die ±Y-Richtung. In 11 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c2 veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c2 kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1d in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • 11 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) und die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X21 und X22) derart ausgebildet sind, dass sie die gleiche Hauptstromrichtung D1 (+X-Richtung) haben. Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Die Halbleitereinheiten 10a und 10b können bei (X11 und X12) derart ausgebildet sein, dass ihre Hauptstromrichtungen D1 einander entgegengesetzt sind. Darüber hinaus können die Halbleitereinheiten 10a und 10b bei (X21 und X22) derart ausgebildet sein, dass ihre Hauptstromrichtungen D1 einander entgegengesetzt sind. Mit anderen Worten, die Halbleitereinheiten 10a können an (X11 und X12) angeordnet sein, beispielsweise derart, dass ihre Hauptstromrichtungen D1 mit der +X-Richtung übereinstimmen, und die Halbleitereinheiten 10b können an (X21 und X12) angeordnet sein, beispielsweise derart, dass ihre Hauptstromrichtungen D1 mit der -X-Richtung übereinstimmen.
  • [Variante 4]
  • Variante 4, bei der die Halbleitereinheiten 10 der in 10 dargestellten Halbleitervorrichtung 1c in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind, wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. 12 und 13 sind jeweils eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß Variante 4 der ersten Ausführungsform. Da die Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in diesen Halbleitervorrichtungen 1e1 und 1e2 in 12 enthalten sind, dieselben sind, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben sind, wird auf die Erläuterung der Bezugszeichen verschiedener Komponenten und eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet. In 12 sind keine Stromschienen veranschaulicht. Darüber hinaus sind in 12(A) die Halbleitereinheiten 10a und 10b in dieser Reihenfolge in -X-Richtung angeordnet, und in 12(B) sind die Halbleitereinheiten 10b und 10a in dieser Reihenfolge in -X-Richtung angeordnet. Darüber hinaus werden die Halbleitereinheiten in -X-Richtung mit X1 und X2 bezeichnet. Darüber hinaus werden die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1e in 13 der Einfachheit halber mit X11, X12, X21 und X22 in der +X- und der ±Y-Richtung bezeichnet.
  • Wie in 12(A) veranschaulicht, enthält die Halbleitervorrichtung 1e1 einen Satz von Halbleitereinheiten 10a und 10b. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1e1 wird durch Anordnen der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) in einer Reihe nebeneinander und durch mechanisches und elektrisches Verbinden der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) miteinander erhalten. Die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10a (X1) ist der Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10b (X2) entgegengesetzt. Das heißt, die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10a entspricht der +X-Richtung, und die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10b entspricht der -X-Richtung.
  • Wie bei den in 10 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10b können die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X1 und X2) durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein. Außerdem können Stromschienen mit den Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtung 1e1 verbunden sein (siehe zum Beispiel 11).
  • Wie in 12(B) veranschaulicht, enthält die Halbleitervorrichtung 1e2 einen Satz von Halbleitereinheiten 10a und 10b. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1e2 wird durch Anordnen der Halbleitereinheiten 10b und 10a (X1 und X2) in einer Reihe nebeneinander und durch mechanisches und elektrisches Verbinden der Halbleitereinheiten 10b und 10a (X1 und X2) miteinander erhalten. Die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10b (X1) ist der Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10a (X2) entgegengesetzt. Das heißt, die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10b entspricht der -X-Richtung, und die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitereinheit 10b entspricht der +X-Richtung.
  • Wie bei den in 10 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10b und 10a können die Halbleitereinheiten 10b und 10a (X1 und X2) durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein. Außerdem können Stromschienen mit den Halbleitereinheiten 10b und 10a der Halbleitervorrichtung 1e1 verbunden sein (siehe zum Beispiel 11).
  • Die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtungen 1e1 und 1e2 können ohne das Sensorkopplungsschaltungsmuster 23e und das Gate-Kopplungsschaltungsmuster 23f ausgebildet sein. In diesem Fall werden auch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b nicht benötigt. Auf diese Weise wird die individuelle Leiterplattenfläche weiter reduziert, und die Größen der Halbleitervorrichtungen 1e1 und 1e2 werden weiter verringert.
  • Darüber hinaus sind bei jeder der Halbleitereinrichtungen 1e1 und 1e2 beispielsweise die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10a derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird eine Halbbrückenschaltung gebildet. Alternativ sind z. B. die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheit 10a sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird eine Halbbrückenschaltung gebildet.
  • Alternativ sind z.B. die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt C1 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird ein parallel geschalteter oberer Zweig A gebildet. Alternativ dazu sind beispielsweise die Eingangsanschlussbereiche 23a2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E1C2 in 6 entsprechen. Die Ausgangsanschlussbereiche 23b2 der Halbleitereinheiten 10a und 10b sind derart ausgebildet, dass sie dem Anschlusspunkt E2 in 6 entsprechen. Auf diese Weise wird ein parallel geschalteter unterer Zweig B gebildet.
  • Die Halbleitervorrichtung 1e1 oder 1e2 kann in 12 in Y-Richtung mehrfach angeschlossen sein. Als Beispiel für diesen Fall wird die Halbleitervorrichtung 1e durch Anordnen der in 12 dargestellten Halbleitervorrichtungen 1e1 und 1e2 nebeneinander in der +Y-Richtung erhalten. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1e wird durch vertikales Anordnen der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) in der ersten Spalte und durch vertikales Anordnen der Halbleitereinheiten 10b und 10a (X21 und X22) in der zweiten Spalte erhalten. Bei der Halbleitervorrichtung 1e sind die Halbleitereinheiten 10b und 10a (X21 und X22) mechanisch und elektrisch durch die Steuerungskopplungsleitung 44b und die Sensorkopplungsleitung 45b miteinander verbunden, wie dies bei den Halbleitereinheiten 10a und 10b in 9 der Fall ist. Darüber hinaus können die Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) mechanisch und elektrisch durch die Steuerungskopplungsleitung 44a und die Sensorkopplungsleitung 45a miteinander verbunden sein, wie dies bei den Halbleitereinheiten 10a und 10b in 10 der Fall ist. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23e und 23f der Halbleitereinheiten 10a und 10a (X11 und X22) und die Schaltungsanordnungen 23d und 23c der Halbleitereinheiten 10b und 10b (X21 und X12) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus ist - wie in 13 veranschaulicht - bei der Halbleitervorrichtung 1e eine Stromschiene 50a mit den in -Y-Richtung liegenden Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) verbunden. Außerdem ist eine Stromschiene 50b mit den Halbleitereinheiten 10a und 10b (X22 und X21) verbunden, die sich in der +Y-Richtung befinden. Außerdem ist eine Stromschiene 50c1 mit den Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X21) verbunden, die sich in der +X-Richtung befinden. Außerdem ist eine Stromschiene 50c2 mit den Halbleitereinheiten 10b und 10a (X12 und X22) verbunden, die sich in der -X-Richtung befinden.
  • Untere Abschnitte 51a der Stromschiene 50a sind mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnungen 23a der Halbleitereinheiten 10a und 10b (X11 und X12) verbunden, die sich in der -Y-Richtung befinden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52a ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51a verbunden. Der Verdrahtungsabschnitt 52a ist jedoch in Abhängigkeit von den Positionen der Halbleitereinheiten 10a und 10b U-förmig ausgebildet.
  • Untere Abschnitte 51b der Stromschiene 50b sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnungen 23b der Halbleitereinheiten 10b und 10a (X21 und X22) verbunden, die sich in der +Y-Richtung befinden. Ein Verdrahtungsabschnitt 52b ist mechanisch mit den unteren Abschnitten 51b verbunden. Dieser Verdrahtungsabschnitt 52b ist ebenfalls U-förmig ausgebildet, abhängig von den Positionen der Halbleitereinheiten 10b und 10a.
  • Die unteren Abschnitte 51c1 der Stromschiene 50c1 sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheit 10a (X11) und mit dem Eingangsanschlussbereich 23a2 der Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 10b (X21) verbunden, wobei die Halbleitereinheit 10a (X11) und die Halbleitereinheit 10b (X21) in +X-Richtung angeordnet sind. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51c erfolgt beispielsweise auch durch Löten oder Ultraschallbonden. Darüber hinaus ist ein Verdrahtungsabschnitt 52c1 senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 angeordnet und erstreckt sich in 13 in ±Y-Richtung. In 13 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c1 veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c1 kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1e in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • Untere Abschnitte 51c2 der Stromschiene 50c2 sind mit den Ausgangsanschlussbereichen 23b2 der Schaltungsanordnung 23b der Halbleitereinheit 10b (X12) und mit den Eingangsanschlussbereichen 23a2 der Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 10a (X22) verbunden, wobei die Halbleitereinheit 10b (X12) und die Halbleitereinheit 10a (X22) in -X-Richtung angeordnet sind. Dieses Verbinden der unteren Abschnitte 51c2 erfolgt beispielsweise auch durch Löten oder Ultraschall. Außerdem liegt ein Verdrahtungsabschnitt 52c2 senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 und erstreckt sich in 13 in den ±Y-Richtungen. In 13 ist ein Teil des Verdrahtungsabschnitts 52c2 veranschaulicht. Der Verdrahtungsabschnitt 52c2 kann derart ausgebildet sein, dass er sich abhängig von der Konstruktion oder den Spezifikationen der Halbleitervorrichtung 1e in jede beliebige Richtung erstreckt.
  • [Variante 5]
  • Variante 5, bei der die in 1 veranschaulichte Halbleitereinheit 10 in mehrfacher Anzahl vorgesehen ist und die mehreren Halbleitereinheiten 10 mit derselben Hauptstromrichtung D1 in Y-Richtung angeordnet sind, wird unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben. 14 und 15 sind jeweils eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß der Variante 5 der ersten Ausführungsform. Da die in diesen Halbleitervorrichtungen 1f und 1g enthaltenen Halbleitereinheiten 10a und 10b, die in den 14 und 15 veranschaulicht sind, die gleichen sind wie die in den 1 bis 5 beschriebenen, wird auf die Erläuterung der Bezugszeichen verschiedener Komponenten und eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet. Darüber hinaus veranschaulicht 14 einen Fall, in dem die beiden Halbleitereinheiten 10a, deren Hauptstromrichtungen D1 mit der +X-Richtung übereinstimmen, wobei eine der Halbleitereinheiten 10a in der Halbleitervorrichtung 1 enthalten ist, in der Y-Richtung angeordnet sind. Darüber hinaus veranschaulicht 15 einen Fall, in dem die beiden Halbleitereinheiten 10b, deren Hauptstromrichtungen D1 mit der -X-Richtung übereinstimmen, wobei eine der Halbleitereinheiten 10b in der Halbleitervorrichtung 1 enthalten ist, in der Y-Richtung angeordnet sind. Die in der Halbleitervorrichtung 1f enthaltenen Halbleitereinheiten 10a und 10a werden der Einfachheit halber mit Y1 und Y2 in der +Y-Richtung bezeichnet. Darüber hinaus werden die in der Halbleitervorrichtung 1g enthaltenen Halbleitereinheiten 10b und 10b der Einfachheit halber mit Y1 und Y2 in der +Y-Richtung bezeichnet.
  • Die Halbleitervorrichtung 1f enthält die beiden Halbleitereinheiten 10a und 10a, deren Hauptstromrichtungen D1 mit der +X-Richtung übereinstimmen. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1f wird erhalten, indem die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) in einer Linie in Y-Richtung angeordnet werden und indem die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden. Das heißt, die Halbleitereinheit 10a (Y2) ist benachbart zur Halbleitereinheit 10a (Y1) in der Richtung (+Y-Richtung) senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 angeordnet.
  • Wie bei den in 9 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) können die Halbleitereinheiten 10a und 10a (Y1 und Y2) durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein. Darüber hinaus ist eine Stromschiene 50a mit den Halbleitereinheiten 10a und 10b (Y1 und Y2) der Halbleitervorrichtung 1f verbunden, wie in 9.
  • Die Halbleitervorrichtung 1f, wie oben beschrieben, wird durch die Halbleitereinheiten 10a erhalten, von denen jede die gleiche Hauptstromrichtung D1 hat. Die Anzahl der Halbleitereinheiten 10a, die in der Halbleitervorrichtung 1f enthalten sind, ist nicht auf zwei begrenzt. Eine Halbleitereinheit 10a oder drei oder mehr Halbleitereinheiten 10a können in der Halbleitervorrichtung 1f enthalten sein.
  • Während die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitervorrichtung 1f der +X-Richtung entspricht, entspricht - wie in 15 veranschaulicht - die Hauptstromrichtung D1 der Halbleitervorrichtung 1g der -X-Richtung. Das heißt, die Halbleitervorrichtung 1g wird durch Anordnen der Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y1 und Y2) in einer Linie in Y-Richtung und durch mechanisches und elektrisches Verbinden der Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y1 und Y2) miteinander erhalten. Die Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y1 und Y2) können durch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein, wie es bei den in 9 veranschaulichten Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y3 und Y4) der Fall ist. Darüber hinaus ist wie in 9 eine Stromschiene 50b mit den Halbleitereinheiten 10b und 10b (Y1 und Y2) der Halbleitervorrichtung 1f verbunden.
  • Die Halbleitervorrichtung 1g, wie oben beschrieben, wird durch die Halbleitereinheiten 10b erhalten, von denen jede die gleiche Hauptstromrichtung D1 hat. Darüber hinaus sind der Eingang und der Ausgang der Halbleitervorrichtung 1g denen der Halbleitervorrichtung 1f entgegengesetzt. Die Anzahl der in der Halbleitervorrichtung 1g enthaltenen Halbleitereinheiten 10b ist nicht auf 2 begrenzt. Eine Halbleitereinheit 10b oder drei oder mehr Halbleitereinheiten 10b können in der Halbleitervorrichtung 1g enthalten sein. Die Halbleitereinheiten 10a und 10b der Halbleitervorrichtungen 1f und 1g können ohne die Sensorkopplungsschaltungsmuster 23e und die Gate-Kopplungsschaltungsmuster 23f strukturiert sein. In diesem Fall werden auch die Steuerungskopplungsleitungen 44a und 44b und die Sensorkopplungsleitungen 45a und 45b nicht benötigt. Auf diese Weise wird die individuelle Leiterplattenfläche weiter reduziert, und die Größen der Halbleitervorrichtungen 1f und 1g werden weiter verringert.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Eine zweite Ausführungsform, bei der zwei Arten von Halbleiterchips, nämlich Schaltelemente und Diodenelemente, anstelle der RC-IGBTs als Halbleiterchips gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden, wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit, die in einer Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist. Diese Halbleitereinheit 11 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält mit Ausnahme der Halbleiterchips 30a und 30b die gleichen Komponenten wie die oben genannte Halbleitereinheit 10. Daher werden gleiche Komponenten zwischen der Halbleitereinheit 11 und der Halbleitereinheit 10 durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird vereinfacht oder weggelassen. Die Halbleitereinheit 11 kann ohne das Sensorkopplungsschaltungsmuster 23e und die Gate-Kopplungsanordnung 23f vorgesehen werden. Auf diese Weise lässt sich die Leiterplattenfläche weiter reduzieren.
  • Die Halbleiterchips 30a und 30b sind in zwei Spalten in -X-Richtung auf der Schaltungsanordnung 23a der Halbleitereinheit 11 angeordnet. Jeder der Halbleiterchips 30a und 30b ist ebenfalls aus Silizium oder Siliziumkarbid als Hauptbestandteil hergestellt.
  • Der einzelne Halbleiterchip 30a ist ein Schaltelement. Das Schaltelement ist zum Beispiel ein IGBT oder ein Leistungs-MOSFET. Wenn der einzelne Halbleiterchip 30a ein IGBT ist, hat der Halbleiterchip 30a eine Eingangselektrode (eine Kollektorelektrode) auf seiner Rückseite und eine Steuerelektrode 31 (eine Gateelektrode) und eine Ausgangselektrode 32 (eine Emitterelektrode) auf seiner Stirnseite. Wenn der einzelne Halbleiterchip 30a ein Leistungs-MOSFET ist, hat der Halbleiterchip 30a eine Eingangselektrode (eine Drainelektrode) auf seiner Rückseite und eine Steuerelektrode 31 (eine Gateelektrode) und eine Ausgangselektrode 32 (eine Sourceelektrode) auf seiner Stirnseite. Die Rückseite des einzelnen Halbleiterchips 30a ist über Lötmittel mechanisch und elektrisch mit der Schaltungsanordnung 23a verbunden. Der einzelne Halbleiterchip 30a ist mit seiner Steuerelektrode 31 in -X-Richtung mit der Schaltungsanordnung 23a verbunden. Die Halbleiterchips 30a können derart angeordnet sein, dass ihre jeweiligen Steuerelektroden 31 einander zugewandt sind, wie dies beispielsweise bei den Halbleiterchips 30 in 1 der Fall ist.
  • Darüber hinaus ist der einzelne Halbleiterchip 30b ein Diodenelement. Das Diodenelement ist beispielsweise eine FWD wie eine Schottky-Barriere-Diode (SBD) oder eine P-intrinsic-N-Diode (PiN). Der einzelne Halbleiterchip 30b hat eine Ausgangselektrode (eine Kathodenelektrode) auf seiner Rückseite und eine Eingangselektrode (eine Anodenelektrode) auf seiner Stirnseite. Die Rückseite des Halbleiterchips 30b ist über Lötmittel mechanisch und elektrisch mit der Schaltungsanordnung 23a verbunden.
  • Darüber hinaus sind die Hauptstromleitungen 41 mit den Ausgangselektroden auf den Stirnseiten der Halbleiterchips 30a und mit den Eingangselektroden auf den Stirnseiten der Halbleiterchips 30b durch Stichbonding (Stitch Bonding) verbunden und ebenfalls mit der Schaltungsanordnung 23b verbunden. Die Steuerleitungen 42 verbinden mechanisch und elektrisch den Kontaktbereich 23c1, der in einem mittleren Abschnitt der Schaltungsanordnung 23c steht, und die Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30a.
  • Eine Halbleitervorrichtung mit einer Halbbrückenschaltung erhält man, indem man zwei Halbleitereinheiten 11, von denen jede die obige Halbleitereinheit 11 ist, in einer Linie in Y-Richtung anordnet, so dass ihre jeweiligen Hauptstromrichtungen D1 einander entgegengesetzt sind, und indem man diese Halbleitereinheiten wie in 4 und 5 miteinander verbindet. Darüber hinaus kann durch Anpassung der Positionen und der Hauptstromrichtungen D1 der mehreren Halbleitereinheiten 11 nach Bedarf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer der ersten Ausführungsformen und deren Variationen leicht erhalten werden.
  • Da die beiden Halbleitereinheiten 11, die in der Halbleitervorrichtung enthalten sind, ihre jeweiligen keramischen Leiterplatten 20 haben, wird außerdem die isolierende Eigenschaft zwischen den Halbleitereinheiten aufrechterhalten und ein Kurzschluss zwischen den Halbleitereinheiten verhindert. Auf diese Weise wird eine Ausdehnung der Fläche der einzelnen Keramikplatte 21 und damit eine Ausdehnung der einzelnen Halbleitereinheit 11 verhindert. Darüber hinaus wird eine Verkleinerung der einzelnen Halbleitereinheit 11 erreicht und eine Verkleinerung der Halbleitervorrichtung erzielt.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Eine dritte Ausführungsform, bei der Schaltungsanordnungen verwendet werden, die sich von denen der Halbleitereinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheiden, wird unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. 17 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitereinheit einer Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. Diese Halbleitereinheit 12 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitereinheit 10 dadurch, dass die Formen der Schaltungsanordnungen 23a und 23c geändert und die Positionen der Schaltungsanordnungen 23c und 23d sowie die Positionen der Schaltungsanordnungen 23e und 23f getauscht werden. Darüber hinaus werden gleiche Komponenten zwischen der Halbleitereinheit 12 und der Halbleitereinheit 10 durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Nachfolgend werden Komponenten beschrieben, die sich von denen der Halbleitereinheit 10 unterscheiden.
  • Zunächst werden die Halbleiterchips 30 der Halbleitereinheit 12 auf die Schaltungsanordnung 23a aufgebracht, wobei ihre Steuerelektroden 31 nach außen zeigen (in Richtung der dritten und vierten Seite 21c und 21d).
  • Darüber hinaus hat die Schaltungsanordnung 23a eine annähernd rechteckige Form und enthält einen vorstehenden Bereich 23a3, der in 17 in die untere Richtung vorsteht. Die Schaltungsanordnung 23a ist so ausgebildet, dass sie sich von der dritten Seite 21c bis zur vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 erstreckt. Das heißt, der (-Y-Richtung) Endabschnitt der Schaltungsanordnung 23a ist benachbart zur dritten Seite 21c der Keramikplatte 21 ausgebildet, und es sind keine weiteren Schaltungsanordnungen dazwischen ausgebildet. Der (+Y-Richtung) Endabschnitt der Schaltungsanordnung 23a ist benachbart zu der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 ausgebildet und weist zu dieser hin, und es sind keine weiteren Schaltungsanordnungen dazwischen ausgebildet. Die Breite des vorstehenden Bereichs 23a3 in der ±Y-Richtung ist geringer als die Breite der Schaltungsanordnung 23a in der ±Y-Richtung. Somit besteht ein Zwischenraum zwischen dem in -Y-Richtung verlaufenden Endabschnitt des vorstehenden Bereichs 23a3 und der dritten Seite 21c der Keramikplatte 21, und es besteht ein Zwischenraum zwischen dem in +Y-Richtung verlaufenden Endabschnitt des vorstehenden Bereichs 23a3 und der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21. Darüber hinaus enthält die Schaltungsanordnung 23a einen Eingangsanschlussbereich 23a2 in dem vorstehenden Bereich 23a3.
  • Auf der Schaltungsanordnung 23a sind die Halbleiterchips 30 in einem Bereich angeordnet, der eine Mittellinie (eine gestrichelt-gepunktete Linie X-X) enthält. In 17 sind zwei der vier Halbleiterchips 30 oberhalb der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie X-X) (in der +X-Richtung) und die anderen beiden Halbleiterchips 30 unterhalb der Mittellinie (in der -X-Richtung) angeordnet. Außerdem sind die vier Halbleiterchips symmetrisch bezüglich einer Mittellinie (gestrichelt-gepunktete Linie Y-Y) angeordnet, die sich zwischen der dritten Seite 21c und der vierten Seite 21d der Keramikplatte 21 befindet. Zwei der Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 sind in der Nähe der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie Y-Y) angeordnet, und die beiden anderen Steuerelektroden 31 sind in der Nähe der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie Y-Y) angeordnet. Die Steuerelektroden 31 sind symmetrisch bezüglich der Mittellinie (der gestrichelt-gepunkteten Linie Y-Y) angeordnet.
  • Die Schaltungsanordnung 23d ist außerhalb und benachbart zur Schaltungsanordnung 23a ausgebildet (in einer Richtung entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung D1). Darüber hinaus ist die Schaltungsanordnung 23d in der Draufsicht entlang des vorstehenden Bereichs 23a3 der Schaltungsanordnung 23a U-förmig ausgebildet. Zwei Endabschnitte des Schaltungsmusters 23d sind durch Sensorleitungen 46 mechanisch und elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 verbunden. Die Schaltungsanordnung 23c ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23d ausgebildet. Das heißt, die Schaltungsanordnung 23c ist in der Draufsicht entlang der Schaltungsanordnung 23d ebenfalls U-förmig ausgebildet. Zwei Endabschnitte des Schaltungsmusters 23c sind durch Steuerleitungen 42 mechanisch und elektrisch mit den Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 verbunden.
  • Darüber hinaus sind die Positionen der Schaltungsanordnung 23e und der Schaltungsanordnung 23f der Halbleitereinheit 12 denen der Halbleitereinheit 10 entgegengesetzt. Das heißt, die Schaltungsanordnung 23e (ein zweites Erfassungsschaltungsmuster) kann elektrisch mit den Ausgangselektroden 32 der Halbleiterchips 30 verbunden sein. Die Schaltungsanordnung 23e hat eine lineare Form und ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23b (in der Hauptstromrichtung D1) ausgebildet. Die (±Y-Richtung) Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23e sind derart ausgebildet, dass sie den (±Y-Richtung) Endabschnitten der Schaltungsanordnung 23f entsprechen. Die Schaltungsanordnung 23f (ein zweites Steuerungsschaltungsmuster) kann elektrisch mit den Steuerelektroden 31 der Halbleiterchips 30 verbunden werden. Die Schaltungsanordnung 23f hat eine lineare Form und ist außerhalb und benachbart zu der Schaltungsanordnung 23e (in der Hauptstromrichtung D1) ausgebildet. Die (±Y-Richtung) Endabschnitte der Schaltungsanordnung 23f sind derart ausgebildet, dass sie den (±Y-Richtung) Endabschnitten der Schaltungsanordnung 23b entsprechen.
  • Darüber hinaus sind diese Schaltungsanordnungen 23d und 23e symmetrisch bezüglich der Mittellinie (die gestrichelt-gepunktete Linie X-X) senkrecht zur Hauptstromrichtung D1 der keramischen Leiterplatte 20 ausgebildet. Darüber hinaus sind die Schaltungsanordnungen 23d und 23e gleichmäßig von der ersten Seite 21a bzw. zweiten Seite 21b der Keramikplatte 21 beabstandet. Die Halbleitereinheit 12 kann ohne das Sensorkopplungsschaltungsmuster 23e und die Gate-Kopplungsschaltung 23f strukturiert werden. Auf diese Weise wird die Leiterplattenfläche weiter reduziert.
  • Eine Halbleitervorrichtung mit einer Halbbrückenschaltung erhält man, indem man zwei Halbleitereinheiten 11, von denen jede die oben genannte Halbleitereinheit 12 ist, in einer Linie in Y-Richtung anordnet, so dass ihre jeweiligen Hauptstromrichtungen D1 einander entgegengesetzt sind, und indem man diese Halbleitereinheiten wie in 4 und 5 miteinander verbindet. Darüber hinaus kann durch Einstellen der Positionen und der Hauptstromrichtungen D1 dieser Halbleitereinheiten 12 eine Halbleitervorrichtung gemäß einer der ersten Ausführungsformen und deren Variationen leicht erhalten werden.
  • Da die beiden Halbleitereinheiten 12, die in der Halbleitervorrichtung enthalten sind, ihre jeweiligen keramischen Leiterplatten 20 haben, wird die isolierende Eigenschaft zwischen den Halbleitereinheiten 12 aufrechterhalten, und ein Kurzschluss zwischen den Halbleitereinheiten 12 wird verhindert. Auf diese Weise wird eine Ausdehnung der Fläche der einzelnen Keramikplatte 21 und damit eine Ausdehnung der einzelnen Halbleitereinheit 12 verhindert. Darüber hinaus wird eine Verkleinerung der einzelnen Halbleitereinheit 12 und eine Verkleinerung der Halbleitervorrichtung erreicht.
  • Die oben genannte Beschreibung zeigt lediglich das Prinzip der Ausführungsformen. Darüber hinaus können viele Variationen und Modifikationen vom Fachmann vorgenommen werden. Die Ausführungsformen sind nicht auf die oben beschriebenen exakten Konfigurationen und Anwendungsbeispiele begrenzt. Alle relevanten Variationen und Modifikationen gelten als in den Anwendungsbereich der Ausführungsformen auf der Grundlage der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallend.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1e1, 1e2
    Halbleitervorrichtung
    10, 10a, 10b, 11, 12
    Halbleitereinheit
    20
    keramische Leiterplatte
    21
    Keramikplatte
    21a
    erste Seite
    21b
    zweite Seite
    21c
    dritte Seite
    21d
    vierte Seite
    22
    Metallplatte
    23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f
    Schaltungsanordnung
    23a1
    konkaver Abschnitt
    23a2
    Eingangsanschlussbereich
    23a3
    vorstehender Bereich
    23b2
    Ausgangsanschlussbereich
    23c1
    Kontaktbereich
    30, 30a, 30b
    Halbleiterchip
    31
    Steuerelektrode
    32
    Ausgangselektrode
    41
    Hauptstromleitung
    42
    Steuerleitung
    44a, 44b
    Steuerungskopplungsleitung
    45a, 45b
    Sensorkopplungsleitung
    46
    Sensorleitung
    50a, 50b, 50c, 50c1, 50c2
    Stromschiene
    51a, 51b, 51c, 51c1, 51c2
    unterer Abschnitt
    52a, 52b, 52c, 52c1, 52c2
    Verdrahtungsabschnitt
  • 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 2016084622 A1 [0003]

Claims (20)

  1. Halbleitereinheit, umfassend einen Halbleiterchip, der eine Ausgangselektrode und eine Steuerelektrode auf seiner Stirnseite und eine Eingangselektrode auf seiner Rückseite aufweist; und eine isolierte Leiterplatte mit einer Isolierplatte, die in einer Draufsicht auf die Halbleitereinheit eine rechteckige Form aufweist, die von einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, und einer dritten Seite und einer vierten Seite, die senkrecht zu der ersten Seite und der zweiten Seite und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, umgeben ist, ein Ausgangsschaltungsmuster, das auf einer Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist, und ein Eingangsschaltungsmuster, das auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist und mit dem die Rückseite des Halbleiterchips verbunden ist, wobei das Ausgangsschaltungsmuster und das Eingangsschaltungsmuster jeweils so ausgebildet sind, dass sie sich von der dritten Seite zu der vierten Seite erstrecken, und das Eingangsschaltungsmuster und das Ausgangsschaltungsmuster in dieser Reihenfolge nebeneinander in einer Hauptstromrichtung von der ersten Seite und der zweiten Seite ausgebildet sind.
  2. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Ausgangsverdrahtungselemente, die die Ausgangselektroden und das Ausgangsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung verbinden.
  3. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 2, ferner umfassend: ein erstes Steuerungsschaltungsmuster, das benachbart zu dem Eingangsschaltungsmuster in einer Richtung entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist; und ein zweites Steuerungsschaltungsmuster, das benachbart zu dem Ausgangsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist.
  4. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 3, wobei das erste Steuerungsschaltungsmuster benachbart zu dem Eingangsschaltungsmuster ausgebildet ist.
  5. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 3 oder 4, die ferner Steuerleitungselemente umfasst, die die Steuerelektroden und das erste Steuerungsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung verbinden.
  6. Halbleitereinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend: ein erstes Erfassungsschaltungsmuster, das benachbart zu dem Eingangsschaltungsmuster in der zur Hauptstromrichtung entgegengesetzten Richtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist; und ein zweites Erfassungsschaltungsmuster, das benachbart zu dem Ausgangsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist.
  7. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 6, ferner umfassend: Sensorleitungselemente, die die Ausgangselektroden und das erste Erfassungsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung verbinden.
  8. Halbleitereinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das erste Steuerungsschaltungsmuster und das zweite Steuerungsschaltungsmuster symmetrisch bezüglich einer Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung angeordnet sind und gleichmäßig von der ersten Seite oder der zweiten Seite beabstandet sind.
  9. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Erfassungsschaltungsmuster und das zweite Erfassungsschaltungsmuster gleichmäßig von einer Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung beabstandet sind und gleichmäßig von der ersten Seite bzw. der zweiten Seite beabstandet sind.
  10. Halbleitereinheit gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das erste Steuerungsschaltungsmuster benachbart zu dem Eingangsschaltungsmuster ausgebildet ist und das zweite Steuerungsschaltungsmuster benachbart zu dem Ausgangsschaltungsmuster ausgebildet ist.
  11. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 6, 7 oder 9, wobei das erste Erfassungsschaltungsmuster außerhalb und benachbart zu dem ersten Steuerungsschaltungsmuster ausgebildet ist und das zweite Erfassungsschaltungsmuster außerhalb und benachbart zu dem zweiten Steuerungsschaltungsmuster ausgebildet ist.
  12. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 6, 7 oder 9, wobei das erste Steuerungsschaltungsmuster von einem ersten Abschnitt des Eingangsschaltungsmusters zu einem anderen Endabschnitt des Eingangsschaltungsmusters ausgebildet ist, wobei die Endabschnitte parallel zu der dritten Seite und der vierten Seite angeordnet sind, und wobei das erste Erfassungsschaltungsmuster in der Draufsicht eine U-Form aufweist, das erste Steuerungsschaltungsmuster umgibt und derart ausgebildet ist, dass sie sich von der dritten Seite aus zur vierten Seite erstreckt.
  13. Halbleitereinheit gemäß Anspruch 6, 7 oder 9, wobei das zweite Steuerungsschaltungsmuster und das zweite Erfassungsschaltungsmuster jeweils derart ausgebildet sind, dass sie sich von der dritten Seite zur vierten Seite aus erstrecken.
  14. Halbleitereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Eingangsanschlussbereich auf dem Eingangsschaltungsmuster ausgebildet ist, wobei ein Ausgangsanschlussbereich auf dem Ausgangsschaltungsmuster ausgebildet ist, und wobei der Eingangsanschlussbereich und der Ausgangsanschlussbereich gleichmäßig von der Mittellinie senkrecht zur Hauptstromrichtung beabstandet sind und näherungsweise gleichmäßig von der ersten Seite oder der zweiten Seite beabstandet sind.
  15. Halbleitervorrichtung, umfassend: die Halbleitereinheit gemäß den Ansprüchen 1 bis 14, die einen ersten Armabschnitt ausbildet, und die Halbleitereinheit gemäß den Ansprüchen 1 bis 14, die einen zweiten Armabschnitt ausbildet, wobei die Hauptstromrichtung der Halbleitereinheit, die den ersten Armabschnitt ausbildet, der Hauptstromrichtung der Halbleitereinheit, die den zweiten Armabschnitt ausbildet, entgegengesetzt ist.
  16. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die dritte Seite des ersten Armabschnitts und die vierte Seite des zweiten Armabschnitts einander zugewandt und einander benachbart sind.
  17. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der erste Armabschnitt in mehrfacher Anzahl in einer Linie in der Richtung angeordnet ist, die einer Richtung des zweiten Armabschnitts entgegengesetzt ist und die senkrecht zu der Hauptstromrichtung verläuft, und wobei der zweite Armabschnitt in mehrfacher Anzahl in einer Linie in einer Richtung angeordnet ist, die einer Richtung des ersten Armabschnitts entgegengesetzt ist und die senkrecht zu der Hauptstromrichtung verläuft.
  18. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der erste Armabschnitt und der zweite Armabschnitt in mehrfacher Anzahl in einer Linie abwechselnd in einer Richtung senkrecht zur Hauptstromrichtung angeordnet sind.
  19. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die individuelle Halbleitereinheit ferner ein erstes Steuerungsschaltungsmuster enthält, das benachbart zu dem Eingangsschaltungsmuster in einer Richtung entgegengesetzt zur Hauptstromrichtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist, und ein zweites Steuerungsschaltungsmuster, das benachbart zu dem Ausgangsschaltungsmuster in der Hauptstromrichtung auf der Stirnseite der Isolierplatte ausgebildet ist, wobei das erste Steuerungsschaltungsmuster des ersten Armabschnitts und das zweite Steuerungsschaltungsmuster des zweiten Armabschnitts elektrisch miteinander verbunden sind, und wobei das zweite Steuerungsschaltungsmuster des ersten Armabschnitts und das erste Steuerungsschaltungsmuster des zweiten Armabschnitts elektrisch miteinander verbunden sind.
  20. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der erste Armabschnitt und der zweite Armabschnitt einander benachbart sind, derart, dass die erste Seite und die zweite Seite des ersten Armabschnitts einander zugewandt sind und derart, dass die erste Seite und die zweite Seite des zweiten Armabschnitts einander zugewandt sind.
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