DE112021002498T5 - Halbleitermodul und verfahren zur herstellung des halbleitermoduls - Google Patents

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Kohei Tanikawa
Yoshihiro Yamane
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Ein Halbleitermodul aufweisend: ein Trägersubstrat; ein leitendes Substrat, das mit dem Trägersubstrat gebondet ist; ein schaltendes Halbleiterelement, das elektrisch mit dem leitenden Substrat gebondet ist; und ein leitendes Element, das einen Pfad für einen Hauptschaltungsstrom bildet, der durch das Halbleiterelement geschaltet wird. Das leitende Element ist so angeordnet, dass es die Vorderseite des leitenden Substrats in Dickenrichtung des Trägersubstrats gesehen überlappt. Das leitende Element ist mit einer Öffnung versehen, die sich mit der Vorderseite des leitenden Substrats überlappt und in Dickenrichtung gesehen nicht mit dem Halbleiterelement überlappt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Halbleitermodul und ein Verfahren zur Herstellung des Halbleitermoduls.
  • Hintergrund
  • Es sind Halbleitermodule mit Leistungsschaltelementen wie Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) bekannt. Solche Halbleitermodule werden in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, z. B. in Industriegeräten, Haushaltsgeräten, Informationsterminals und Kfz-Geräten. Das Patentdokument 1 offenbart ein herkömmliches Halbleitermodul (Leistungsmodul). Das im Patentdokument 1 beschriebene Halbleitermodul enthält ein Halbleiterelement und ein Trägersubstrat (Keramiksubstrat). Das Halbleiterelement ist z. B. ein IGBT aus Silizium (Si). Das Trägersubstrat trägt das Halbleiterelement. Das Trägersubstrat ist aus einem isolierenden Basiselement und einem Paar von Leiterschichten, die auf der Ober- und Unterseite des Basiselements gestapelt sind, gebildet. Jede der Leiterschichten kann z. B. aus Kupfer (Cu) sein, und das Halbleiterelement ist mit einer der Leiterschichten verbunden.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2015-220382
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll
  • In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach energiesparenden, hochentwickelten und kleineren elektronischen Geräten gestiegen. Um der Nachfrage gerecht zu werden, muss die Leistung der Halbleitermodule für die elektronischen Geräte verbessert und ihre Größe verringert werden.
  • In Anbetracht der obigen Umstände besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, ein Halbleitermodul mit einer Modulstruktur bereitzustellen, die vorzugsweise zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen einem leitenden Substrat und einem Trägersubstrat dient.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegende Offenbarung wird ein Halbleitermodul bereitgestellt, aufweisend: ein Trägersubstrat; ein leitendes Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei das leitende Substrat mit dem Trägersubstrat so gebondet ist, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist; mindestens ein Halbleiterelement, das mit der Vorderseite elektrisch verbunden ist und eine Schaltfunktion hat; ein leitendes Element, das einen Pfad eines durch das Halbleiterelement geschalteten Hauptschaltungsstrom bildet und das so angeordnet ist, dass es die Vorderseite in Dickenrichtung gesehen überlappt; und ein Versiegelungsharz mit einer Harzvorderseite und einer Harzrückseite, die in Dickenrichtung voneinander beabstandet sind, wobei das Versiegelungsharz mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des leitenden Substrats und das Halbleiterelement bedeckt. Das leitende Element ist mit mindestens einer Öffnung versehen, die sich mit der Vorderseite des leitenden Substrats überlappt und in Dickenrichtung gesehen nicht mit dem Halbleiterelement überlappt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Konfiguration gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Modulstruktur bereitstellen, die vorzugsweise zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen dem leitenden Substrat und dem Trägersubstrat dient.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 2 entspricht 1, wobei jedoch ein Versiegelungsharz, ein Harzelement und ein Harzfüllabschnitt weggelassen sind.
    • 3 entspricht 2, jedoch ohne ein leitendes Element.
    • 4 ist eine Draufsicht, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 5 entspricht 4, zeigt jedoch das Versiegelungsharz, das Harzelement und den Harzfüllabschnitt mit imaginären Linien.
    • 6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 5 zeigt, jedoch ohne die imaginären Linien des Versiegelungsharzes, des Harzelements und des Harzfüllabschnitts.
    • 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 6 zeigt.
    • 8 entspricht 5, zeigt jedoch einen Teil des leitenden Elements mit einer imaginären Linie.
    • 9 ist eine Frontansicht, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 10 ist eine Ansicht von unten, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 11 ist eine linke Seitenansicht, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 12 ist eine rechte Seitenansicht, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIII-XIII von 5.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV von 5.
    • 15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 14 zeigt.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI von 5.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVII-XVII von 5.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII von 5.
    • 19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIX-XIX von 5.
    • zeigt ein Beispiel für die Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 21 ist eine Draufsicht, die einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls zeigt.
    • 22 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls zeigt.
    • 23 ist eine Draufsicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls zeigt.
    • 24 ist eine geschnittene Endansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht der Querschnittsansicht von 13.
    • 25 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 13.
    • 26 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 14.
    • 27 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 14.
    • 28 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 13.
    • 29 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 14.
    • 30 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Variante zeigt.
    • 31 ist eine Draufsicht, die das Halbleitermodul gemäß der ersten Variante zeigt.
    • 32 ist eine Draufsicht, die das Halbleitermodul gemäß einer zweiten Variante zeigt.
    • 33 ist eine Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 34 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 33 zeigt, jedoch ohne die imaginären Linien eines Versiegelungsharzes, eines Harzelements und eines Harzfüllabschnitts.
    • 35 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 34 zeigt.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines Halbleitermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden werden gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und redundante Beschreibungen weggelassen.
  • 1 bis 20 zeigen ein Halbleitermodul A1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist das Halbleitermodul A1 beispielsweise eine Vielzahl von Halbleiterelementen 10, ein leitendes Substrat 2, ein Trägersubstrat 3, eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen 41 bis 43, eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 44, eine Vielzahl von Steueranschlüssen 45, eine Vielzahl von Steueranschlussträgern 5 und eine Vielzahl von leitenden Elementen 6. Das Halbleitermodul A1 weist auch ein erstes leitendes Bondingelement 71, ein zweites leitendes Bondingelement 72 ( 14), eine Vielzahl von Drähten 731 bis 735 (8), ein Versiegelungsharz 8 (1), Harzelemente 87 (1) und Harzfüllabschnitte 88 (13) auf.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Halbleitermodul A1 zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die 1 entspricht, jedoch ohne das Versiegelungsharz 8, die Harzelemente 87 usw. 3 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend 2, jedoch ohne die leitenden Elemente 6. 4 ist eine Draufsicht, die das Halbleitermodul A1 zeigt. 5 ist eine Draufsicht, die 4 entspricht, aber das Versiegelungsharz 8, die Harzelemente 87 usw. mit imaginären Linien zeigt. 6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 5 zeigt. In 6 sind die imaginären Linien des Dichtungsharzes 8, der Harzelemente 87 usw. nicht dargestellt. 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 6 zeigt. 8 ist eine Draufsicht, die 5 entspricht, aber eines der leitenden Elemente 6 (ein zweites leitendes Element 62, das weiter unten beschrieben wird) mit einer imaginären Linie zeigt. 9 ist eine Frontansicht des Halbleitermoduls A1. 10 ist eine Bodenansicht des Halbleitermoduls A1. 11 ist eine linke Seitenansicht des Halbleitermoduls A1. ist eine rechte Seitenansicht des Halbleitermoduls A1. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIII-XIII von 5. 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV von 5. 15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil von 14 zeigt. 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI von 5. 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVII-XVII von 5. 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII von 5. 19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIX-XIX von 5. 20 zeigt ein Beispiel für die Schaltungsanordnung des Halbleitermoduls A1. Bei dem Schaltungsdiagramm von 20 ist nur eines einer Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 10A (unten beschrieben) und nur eines (ein zweites Halbleiterelement 10B, das dem in 20 dargestellten ersten Halbleiterelement 10A entspricht) einer Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 10B (unten beschrieben) dargestellt. In 2, 3, 7, 14 und 18 sind die Drähte 731 bis 735 nicht dargestellt.
  • Im Folgenden werden drei zueinander senkrechte Richtungen beschrieben, d. h. die x-, y- und z-Richtung. Bei den dargestellten Beispielen entspricht die z-Richtung der Dickenrichtung des Halbleitermoduls A1 (oder z. B. des Trägersubstrats 3). Wie in 4 dargestellt, verläuft die x-Richtung parallel zu den längeren Seiten des Dichtungsharzes 8, und die y-Richtung verläuft parallel zu den kürzeren Seiten des Dichtungsharzes 8. Eine erste Seite (erster Sinn) der x-Richtung wird als x1-Richtung und die andere Seite (zweiter Sinn) als x2-Richtung definiert. Gleiches gilt für die y-Richtung und die z-Richtung. In der folgenden Beschreibung bedeutet „Draufsicht“ dasselbe wie „in z-Richtung gesehen“. Die x-Richtung kann als „erste Richtung“ und die y-Richtung als „zweite Richtung“ bezeichnet werden. Die vorliegende Offenlegung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Halbleiterelemente 10 sind Schlüsselelemente für die Funktion des Halbleitermoduls A1. Die Halbleiterelemente 10 sind aus einem Halbleitermaterial, das z. B. hauptsächlich Siliziumkarbid (SiC) enthält. Das Halbleitermaterial ist nicht auf SiC beschränkt, sondern kann auch Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs) oder Galliumnitrid (GaN) sein. Jedes der Halbleiterelemente 10 verfügt über eine Schaltfunktionseinheit Q1 (siehe ), die z. B. aus einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) besteht. Die Schaltfunktionseinheit Q1 ist nicht auf einen MOSFET beschränkt, sondern kann auch ein anderer Transistor, z. B. ein Feldeffekttransistor wie ein Metall-Isolator-Halbleiter-FET oder ein bipolarer Transistor wie ein IGBT, sein. Bei den Halbleiterelementen 10 handelt es sich um die gleichen Elemente. Die Halbleiterelemente 10 sind beispielsweise n-Kanal-MOSFETs, können aber auch p-Kanal-MOSFETs sein.
  • Wie in 15 dargestellt, hat jedes der Halbleiterelemente 10 eine Elementvorderseite 101 und eine Elementrückseite 102, die in z-Richtung voneinander beabstandet sind. Die Elementvorderseite 101 weist in die z2-Richtung, die Elementrückseite 102 in die z1-Richtung.
  • Die Halbleiterelemente 10 weisen eine Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 10A und eine Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 10B auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Halbleitermodul A1 drei erste Halbleiterelemente 10A und drei zweite Halbleiterelemente 10B. Die Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A und die Anzahl der zweiten Halbleiterelemente 10B sind jedoch nicht darauf beschränkt und können je nach der für das Halbleitermodul A1 erforderlichen Leistung ausgewählt werden. Die Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A und die Anzahl der zweiten Halbleiterelemente 10B kann beispielsweise jeweils eins, zwei oder mindestens vier betragen. Die Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A und die Anzahl der zweiten Halbleiterelemente 10B können gleich oder unterschiedlich sein. Die Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A und die Anzahl der zweiten Halbleiterelemente 10B kann in Abhängigkeit von der aktuellen Kapazität des Halbleitermoduls A1 bestimmt werden.
  • Wie in 20 dargestellt, kann das Halbleitermodul A1 als Halbbrückenschaltung konfiguriert sein. In diesem Fall bilden die ersten Halbleiterelemente 10A eine obere Armschaltung des Halbleitermoduls A1, und die zweiten Halbleiterelemente 10B bilden eine untere Armschaltung des Halbleitermoduls A1. In der oberen Armschaltung sind die ersten Halbleiterelemente 10A parallel zueinander geschaltet, in der unteren Armschaltung sind die zweiten Halbleiterelemente 10B parallel zueinander geschaltet. Jedes der ersten Halbleiterelemente 10A und jedes der zweiten Halbleiterelemente 10B sind in Reihe geschaltet und bilden eine Brückenschicht.
  • Wie in den 8 und 16 gezeigt, sind beispielsweise die ersten Halbleiterelemente 10A auf dem leitenden Substrat 2 montiert. Bei dem in 8 dargestellten Beispiel sind die ersten Halbleiterelemente 10A in y-Richtung ausgerichtet und voneinander beabstandet. Die ersten Halbleiterelemente 10A sind über das zweite leitende Bondingelement 72 elektrisch mit dem leitenden Substrat 2 (einem unten beschriebenen ersten leitenden Abschnitt 2A) verbunden. Wenn die ersten Halbleiterelemente 10A mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A verbunden sind, weisen die Elementrückseiten 102 zu dem ersten leitenden Abschnitt 2A.
  • Wie in 8 und 17 gezeigt, sind die zweiten Halbleiterelemente 10B beispielsweise auf dem leitenden Substrat 2 montiert. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel sind die zweiten Halbleiterelemente 10B in y-Richtung ausgerichtet und voneinander beabstandet. Die zweiten Halbleiterelemente 10B sind über das zweite leitende Bondingelement 72 elektrisch mit dem leitenden Substrat 2 (einem unten beschriebenen zweiten leitender Abschnitt 2B) verbunden. Wenn die zweiten Halbleiterelemente 10B mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden sind, weisen die Elementrückseiten 102 zu dem zweiten leitenden Abschnitt 2B. Wie aus 8 ersichtlich ist, überlappen sich die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B in x-Richtung gesehen, aber sie müssen sich nicht unbedingt überlappen.
  • Jedes der Halbleiterelemente 10 (die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B) hat eine erste Vorderseitenelektrode 11, eine zweite Vorderseitenelektrode 12 und eine Rückseitenelektrode 15. Die nachfolgend beschriebenen Konfigurationen der ersten Vorderseitenelektrode 11, der zweiten Vorderseitenelektrode 12 und der Rückseitenelektrode 15 sind für alle Halbleiterelemente 10 gleich. Die erste Vorderseitenelektrode 11 und die zweite Vorderseitenelektrode 12 sind auf der Elementvorderseite 101 angeordnet. Die erste Vorderseitenelektrode 11 und die zweite Vorderseitenelektrode 12 sind durch einen Isolierfilm (nicht dargestellt) voneinander isoliert. Die Rückseitenelektrode 15 ist auf der Elementrückseite 102 angeordnet.
  • Die erste Vorderseitenelektrode 11 ist z.B. eine Gate-Elektrode, der ein Ansteuersignal (z.B. Gate-Spannung) zur Ansteuerung des Halbleiterelements 10 zugeführt wird. Bei dem Halbleiterelement 10 ist die zweite Rückseitenelektrode 12 beispielsweise eine Source-Elektrode, durch die ein Source-Strom fließt. Die Rückseitenelektrode 15 ist z. B. eine Drain-Elektrode, durch die ein Drain-Strom fließt. Die Rückseitenelektrode 15 bedeckt die Elementrückseite 102 fast vollständig (siehe das erste Halbleiterelement 10A in 15). Die Rückseitenelektrode 15 kann durch Ag-Beschichtung gebildet werden.
  • Jedes der Halbleiterelemente 10 schaltet in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal (Gate-Spannung), das über die Schaltfunktionseinheit Q1 in die erste Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode) eingegeben wird, zwischen einem angeschlossenen und einem nicht angeschlossenen Zustand um. Der Vorgang des Umschaltens zwischen dem angeschlossenen Zustand und dem nicht angeschlossenen Zustand wird als Schaltvorgang bezeichnet. Im angeschlossenen Zustand fließt ein Strom von der Rückseitenelektrode 15 (Drain-Elektrode) zur zweiten Vorderseitenelektrode 12 (Source-Elektrode). Im ausgeschalteten Zustand fließt der Strom nicht. Mit anderen Worten: Jedes der Halbleiterelemente 10 führt über die Schaltfunktionseinheit Q1 einen Schaltvorgang aus. Das Halbleitermodul A1 wandelt eine erste Versorgungsspannung (Gleichspannung), die z.B. zwischen dem Eingangsanschluss 41 und den beiden Eingangsanschlüssen 42, 43 eingespeist wird, durch die Schaltfunktionseinheiten Q1 der Halbleiterelemente 10 in eine zweite Versorgungsspannung (Wechselspannung) um und gibt die zweite Versorgungsspannung an dem Ausgangsanschluss 44 aus. Die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 sind somit erste Leistungszuführanschlüsse, die mit der ersten Spannungsquelle verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse 44 sind zweite Leistungszuführanschlüsse, die mit der zweiten Spannungsquelle verbunden sind.
  • Mindestens eines (im Beispiel von 8 zwei) der Halbleiterelemente 10 hat zusätzlich zur Schaltfunktionseinheit Q1 eine Diodenfunktionseinheit D1 (siehe 20). Bei dem Halbleitermodul A1 enthalten eines der ersten Halbleiterelemente 10A (d.h. das erste Halbleiterelement 10A, das in 8 in y2-Richtung relativ zu den beiden anderen versetzt ist) und eines der zweiten Halbleiterelemente 10B (d.h. das zweite Halbleiterelement 10B, das in 8 in y1-Richtung relativ zu den beiden anderen versetzt ist) jeweils eine Diodenfunktionseinheit D1 zusätzlich zur Schaltfunktionseinheit Q1. Die Funktion und Rolle der Diodenfunktionseinheit D1 ist nicht einschränkend. So ist es zum Beispiel möglich, die Diodenfunktionseinheit D1 zur Temperaturerfassung zu verwenden. Man beachte, dass jede der Dioden D2 in 20 z. B. ein parasitäres Diodenelement der entsprechenden Schaltfunktionseinheit Q1 ist.
  • Wie in 8 gezeigt, hat jedes der Halbleiterelemente 10, das die Diodenfunktionseinheit D1 hat, eine dritte Vorderseitenelektrode 13, eine vierte Vorderseitenelektrode 14 und eine fünfte Vorderseitenelektrode 16, zusätzlich zu der ersten Vorderseitenelektrode 11, der zweiten Vorderseitenelektrode 12 und der Rückseitenelektrode 15. Die Konfigurationen der dritten Vorderseitenelektrode 13, der vierten Vorderseitenelektrode 14 und der fünften Vorderseitenelektrode 16, die im Folgenden beschrieben werden, sind für alle Halbleiterelemente 10, die die Diodenfunktionseinheit D1 haben, gleich. Die dritte Vorderseitenelektrode 13, die vierte Vorderseitenelektrode 14 und die fünfte Vorderseitenelektrode 16 sind auf der Elementvorderseite 101 ausgebildet. Die dritte Vorderseitenelektrode 13 und die vierte Vorderseitenelektrode 14 sind elektrisch mit der Diodenfunktionseinheit D1 verbunden. Die fünfte Vorderseitenelektrode 16 ist z. B. eine Source-Erfassungselektrode (engl. source sense electrode), durch die ein Source-Strom der Schaltfunktionseinheit Q1 fließt.
  • Wie in 7 gezeigt, hat jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht eine erste Seite 191, eine zweite Seite 192, eine dritte Seite 193 und eine vierte Seite 194. 7 zeigt das erste Halbleiterelement 10A, das in y-Richtung mittig unter den in y-Richtung ausgerichteten ersten Halbleiterelementen 10A angeordnet ist. Die erste Seite 191 und die zweite Seite 192 erstrecken sich in y-Richtung. Die erste Seite 191 ist eine Kante, die in der Draufsicht in x2-Richtung liegt, und die zweite Seite 192 ist eine Kante, die in der Draufsicht in x1-Richtung liegt. Die dritte Seite 193 und die vierte Seite 194 erstrecken sich in x-Richtung. Die dritte Seite 193 ist eine Kante, die in der Draufsicht in y2-Richtung liegt, und die vierte Seite 194 ist eine Kante, die in der Draufsicht in y1-Richtung liegt. Da jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht eine rechteckige Form hat, sind die vier Ecken, die von der ersten Seite 191, der zweiten Seite 192, der dritten Seite 193 und der vierten Seite 194 gebildet werden, in der Draufsicht rechtwinklig oder allgemein rechtwinklig. Wie in 7 dargestellt, überschneiden sich die vier Ecken in der Draufsicht nicht mit den leitenden Elementen 6 (erste leitende Elemente 61 und ein zweites leitendes Element 62, das weiter unten beschrieben wird). Die dritte Seite 193 und die vierte Seite 194 sind länger als die erste Seite 191 und die zweite Seite 192.
  • Das leitende Substrat 2 wird auch als Leiterrahmen (engl. Leadframe) bezeichnet. Das leitende Substrat 2 trägt die Halbleiterelemente 10. Das leitende Substrat 2 ist über das erste leitende Bondingelement 71 mit dem Trägersubstrat 3 verbunden. Das leitende Substrat 2 als Ganzes hat in der Draufsicht beispielsweise eine rechteckige Form. Das leitende Substrat 2 bildet zusammen mit den leitenden Elementen 6 den Pfad eines von den Halbleiterelementen 10 geschalteten Hauptschaltungsstroms.
  • Das leitende Substrat 2 weist einen ersten leitenden Abschnitt 2A und einen zweiten leitenden Abschnitt 2B auf. Der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B sind plattenförmige Elemente aus Metall. Das Metall ist z. B. Kupfer (Cu) oder eine Cu-Legierung. Der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B bilden zusammen mit den Eingangsanschlüssen 41 bis 43 und den Ausgangsanschlüssen 44 einen leitenden Pfad für den Strom, der durch die Halbleiterelemente 10 fließt. Wie in den 13 bis 18 dargestellt, sind der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B über das erste leitende Bondingelement 71 mit dem Trägersubstrat 3 verbunden. Die ersten Halbleiterelemente 10A sind mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A über das zweite leitende Bondingelement 72 verbunden. Die zweiten Halbleiterelemente 10B sind mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B über das zweite leitende Bondingelement 72 verbunden. Wie in den 3, 8, 13 und 14 dargestellt, sind der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B in x-Richtung voneinander beabstandet. Bei dem in diesen Figuren gezeigten Beispiel ist der erste leitende Abschnitt 2A gegenüber dem zweiten leitenden Abschnitt 2B in x2-Richtung versetzt. Der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B haben in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form und überlappen sich in x-Richtung gesehen. Der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B können jeweils eine Abmessung von 15 mm bis 25 mm (vorzugsweise etwa 20 mm) in der x-Richtung, eine Abmessung von 30 mm bis 40 mm (vorzugsweise etwa 35 mm) in der y-Richtung und eine Abmessung von 1,5 mm bis 3,0 mm (vorzugsweise etwa 2,0 mm) in der z-Richtung aufweisen.
  • Das leitende Substrat 2 (der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B) hat eine Vorderseite 201 und eine Rückseite 202. Wie in den 13, 14 und 16 bis 18 gezeigt, sind die Vorderseite 201 und die Rückseite 202 in z-Richtung voneinander beabstandet. Die Vorderseite 201 weist in die z2-Richtung, die Rückseite 202 in die z1-Richtung. Die Vorderseite 201 wird als eine Kombination aus der Oberseite des ersten leitenden Abschnitts 2A und der Oberseite des zweiten leitenden Abschnitts 2B angenommen, und die Rückseite 202 wird als eine Kombination aus der Unterseite des ersten leitenden Abschnitts 2A und der Unterseite des zweiten leitenden Abschnitts 2B angenommen. Die Rückseite 202 ist dem Trägersubstrat 3 zugewandt und auf das Trägersubstrat 3 gebondet (verbunden). Wie in den 5, 8 und 13 gezeigt, ist die Vorderseite 201 mit einer Vielzahl von vertieften Abschnitten 201a versehen (siehe auch 25). Die vertieften Abschnitte 201a sind von der Vorderseite 201 in z-Richtung vertieft. Der Grad der Vertiefung (Tiefe) jedes vertieften Abschnitts 201a ist bspw. größer als 0 um und kleiner oder gleich 100 um. Die vertieften Abschnitte 201a werden während des unten beschriebenen Formens geformt. Bei dem dargestellten Beispiel weisen die vertieften Abschnitte 201a zwei vertiefte Abschnitte („erste vertiefte Abschnitte“), die in der Vorderseite 201 des ersten leitenden Abschnitts 2A ausgebildet sind, und zwei vertiefte Abschnitte („zweite vertiefte Abschnitte“), die in der Vorderseite 201 des zweiten leitenden Abschnitts 2B ausgebildet sind, auf. Die beiden ersten vertieften Abschnitte 201a sind in y-Richtung voneinander beabstandet und überlappen sich in y-Richtung gesehen. In ähnlicher Weise sind die beiden zweiten vertieften Abschnitte 201a in y-Richtung voneinander beabstandet und überlappen sich in y-Richtung gesehen gegenseitig.
  • Das leitende Substrat 2 (der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B) weisen ein Basiselement 21, eine Vorderseitenbindungsschicht 22 und eine Rückseitenbindungsschicht 23, die übereinandergestapelt sind, auf. Das Basiselement 21 ist ein plattenförmiges Element aus Metall. Das Metall ist Cu oder eine Cu-Legierung. Die Vorderseitenbondingschicht 22 wird auf der Oberseite des Basiselements 21 gebildet. Die Vorderseitenbindungsschicht 22 ist die Oberflächenschicht des leitenden Substrats 2 in der z2-Richtung. Die Oberseite der Vorderseitenbindungsschicht 22 entspricht der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2. Die Vorderseitenbondingschicht 22 ist beispielsweise eine Ag-Beschichtung. Die Rückseitenbondingschicht 23 wird auf der Unterseite des Basiselements 21 gebildet. Die Rückseitenbondschicht 23 ist die Oberflächenschicht des leitenden Substrats 2 in z1-Richtung. Die Unterseite der Rückseitenbondingschicht 23 entspricht der Rückseite 202 des leitenden Substrats 2. Die Rückseitenbondingschicht 23 ist z. B. eine Ag-Beschichtung, ebenso wie die Vorderseitenbondingschicht 22.
  • Das Trägersubstrat 3 trägt das leitende Substrat 2. Das Trägersubstrat 3 ist z. B. ein direkt gebondetes Kupfersubstrat (DBC). Das Trägersubstrat 3 weist eine Isolierschicht 31, eine erste Metallschicht 32, eine erste Bondingschicht 321 und eine zweite Metallschicht 33 auf.
  • Die Isolierschicht 31 ist z. B. eine Keramik mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit. Die Keramik kann aus Aluminiumnitrid (AlN) sein. Die Isolierschicht 31 ist nicht auf Keramik beschränkt, sondern kann bspw. auch aus einer isolierenden Harzplatte gebildet sein. Die Isolierschicht 31 hat in der Draufsicht z. B. eine rechteckige Form.
  • Die erste Metallschicht 32 wird auf der oberen (in z2-Richtung weisenden) Oberfläche der Isolierschicht 31 gebildet. Das Material der ersten Metallschicht 32 enthält z. B. Cu (d. h. die erste Metallschicht 32 ist Cu). Das Material kann Al anstelle von Cu enthalten. Die erste Metallschicht 32 weist einen ersten Abschnitt 32A und einen zweiten Abschnitt 32B auf. Der erste Abschnitt 32A und der zweite Abschnitt 32B sind in x-Richtung voneinander beabstandet. Der erste Abschnitt 32A ist in x2-Richtung relativ zum zweiten Abschnitt 32B versetzt. Der erste Abschnitt 32A ist mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A gebondet und trägt den ersten leitenden Abschnitt 2A. Der zweite Abschnitt 32B ist mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B gebondet und trägt den zweiten leitenden Abschnitt 2B. Der erste Abschnitt 32A und der zweite Abschnitt 32B haben in der Draufsicht z. B. jeweils eine rechteckige Form.
  • Die erste Bondingschicht 321 wird auf der Oberseite der ersten Metallschicht 32 (sowohl des ersten Abschnitts 32A als auch des zweiten Abschnitts 32B) gebildet. Die erste Bondingschicht 321 ist z. B. eine Ag-Beschichtung. Die erste Bondingschicht 321 dient zur Verbesserung des Festphasendiffusionsbondings mit dem ersten leitenden Bondingelement 71.
  • Die zweite Metallschicht 33 wird auf der unteren (in z1-Richtung weisenden) Oberfläche der Isolierschicht 31 gebildet. Die zweite Metallschicht 33 ist aus dem gleichen Material wie die erste Metallschicht 32. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel ist die untere Fläche (die nachstehend beschriebene Bodenfläche 302) der zweiten Metallschicht 33 von dem Versiegelungsharz 8 freigelegt. Die untere Fläche muss nicht von dem Versiegelungsharz 8 freigelegt sein, sondern von diesem bedeckt sein. Die zweite Metallschicht 33 kann sich in der Draufsicht mit dem ersten Abschnitt 32A und dem zweiten Abschnitt 32B überlappen.
  • Wie in den 13 bis 18 gezeigt, hat das Trägersubstrat 3 eine Auflagefläche 301 und eine Bodenfläche 302. Die Auflagefläche 301 und die Bodenfläche 302 sind in z-Richtung voneinander beabstandet. Die Auflagefläche 301 weist in die z2-Richtung, die Bodenfläche 302 in die z1-Richtung. Wie in 10 dargestellt, ist die Bodenfläche 302 vom Versiegelungsharz 8 freigelegt. Die Auflagefläche 301 ist die Oberseite der ersten Bondingschicht 321, d. h. eine Kombination aus der Oberseite des ersten Abschnitts 32A und der Oberseite des zweiten Abschnitts 32B. Die Auflagefläche 301 ist dem leitenden Substrat 2 zugewandt und mit diesem verbunden. Die Bodenfläche 302 ist die untere Fläche der zweiten Metallschicht 33. An der Bodenfläche 302 kann ein wärmeableitendes Element (z. B. ein Kühlkörper) oder ähnliches angebracht werden, das in der Abbildung nicht dargestellt ist. Die Abmessung des Trägersubstrats 3 in z-Richtung (Abstand in z-Richtung von der Auflagefläche 301 zur Bodenfläche 302) beträgt beispielsweise 0,7 mm bis 2,0 mm.
  • Die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und die Ausgangsanschlüsse 44 sind aus einer Metallplatte. Die Metallplatte ist z. B. aus Cu oder einer Cu-Legierung. In dem in den 1 bis 5, 8 und 10 gezeigten Beispiel weist das Halbleitermodul A1 die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und die beiden Ausgangsanschlüsse 44 auf.
  • An die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 wird die Leistungszuführung (Leistungszuführspannung) angelegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Eingangsanschluss 41 eine positive Elektrode (P-Anschluss), und die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind negative Elektroden (N-Anschlüsse). Alternativ kann der Eingangsanschluss 41 ein negativer Anschluss (N-Anschluss) sein, und die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 können positive Anschlüsse (P-Anschlüsse) sein. In diesem Fall kann die Verdrahtung in dem Gehäuse entsprechend der Änderung der Polarität der einzelnen Anschlüsse angepasst werden. Die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und die beiden Ausgangsanschlüsse 44 weisen jeweils einen Abschnitt auf, der mit dem Versiegelungsharz 8 bedeckt ist, und einen Abschnitt, der von einer Harzseitenfläche des Versiegelungsharz 8 frei liegt.
  • Wie in 14 gezeigt, ist der Eingangsanschluss 41 einstückig mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A ausgebildet. Im Gegensatz zu dieser Konfiguration können der Eingangsanschluss 41 und der erste leitende Abschnitt 2A getrennt ausgebildet werden, und der Eingangsanschluss 41 kann dann mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A elektrisch verbunden werden. Wie in 8 gezeigt, ist z. B. der Eingangsanschluss 41 in x2-Richtung relativ zu den ersten Halbleiterelementen 10A und dem ersten leitenden Abschnitt 2A (leitendes Substrat 2) versetzt. Der Eingangsanschluss 41 ist elektrisch mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A verbunden und ist über den ersten leitenden Abschnitt 2A elektrisch mit den Rückseitenelektroden 15 (Drain-Elektroden) der ersten Halbleiterelemente 10A verbunden. Der Eingangsanschluss 41 ist ein Beispiel für einen „ersten Eingangsanschluss“.
  • Wie in 4 gezeigt, hat der Eingangsanschluss 41 eine eingangsseitige Bondingfläche 411 und eingangsseitige Seitenflächen 412 (413, 414). Die eingangsseitige Bondingfläche 411 weist in die z2-Richtung und erstreckt sich in die x2-Richtung. Jede der eingangsseitigen Seitenflächen 412 befindet sich an der Peripherie (d.h. sie erstreckt sich entlang der Peripherie (Umfang)) der eingangsseitigen Bondingfläche 411, gesehen in z-Richtung, und weist in eine Richtung, die die Normale der eingangsseitigen Bondingfläche 411 schneidet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die eingangsseitigen Seitenflächen 412 eine Spitzenfläche 413 und ein Paar seitliche Flächen 414 auf. Die Spitzenfläche 413 befindet sich am Ende des Eingangsanschlusses 41 in x2-Richtung und weist in x2-Richtung. Die beiden seitlichen Flächen 414 befinden sich an den jeweiligen Enden des Eingangsanschlusses 41 in y-Richtung und weisen in y1-Richtung bzw. y2-Richtung. Mindestens eine der Spitzenflächen 413 und der beiden Seitenflächen 414 weist eine eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung auf. Die eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung wird durch das Schneiden eines Leadframes gebildet, wie unten beschrieben.
  • Wie aus den 3, 5, 8 und 13 ersichtlich, sind die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 von dem ersten leitenden Abschnitt 2A beabstandet. Wie in den 2 und 13 zu sehen ist, sind beispielsweise die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 mit dem zweiten leitenden Element 62 verbunden. Wie in 8 dargestellt, sind beispielsweise die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 in x2-Richtung relativ zu den ersten Halbleiterelementen 10A und dem ersten leitenden Abschnitt 2A (leitendes Substrat 2) versetzt. Die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind elektrisch mit dem zweiten leitenden Element 62 verbunden und sind über das zweite leitende Element 62 elektrisch mit den zweiten Vorderseitenelektroden 12 (Source-Elektroden) der zweiten Halbleiterelemente 10B verbunden. Der Eingangsanschluss 42 ist ein Beispiel für einen „zweiten Eingangsanschluss“, und der Eingangsanschluss 43 ist ein Beispiel für einen „dritten Eingangsanschluss“.
  • Der Eingangsanschluss 42 hat eine eingangsseitige Bondingfläche 421 und eingangsseitige Seitenflächen 422, und der Eingangsanschluss 43 hat eine eingangsseitige Bondingfläche 431 und eingangsseitige Seitenflächen 432. Die eingangsseitigen Bondingflächen 421 und 431 sind in z2-Richtung ausgerichtet und erstrecken sich in x2-Richtung. Jede der eingangsseitigen Seitenflächen 422 befindet sich am Umfang der eingangsseitigen Bondingfläche 421, in z-Richtung gesehen, und jede der eingangsseitigen Seitenflächen 432 befindet sich am Umfang der eingangsseitigen Bondingfläche 431, in z-Richtung gesehen. Jede der eingangsseitigen Seitenflächen 422 weist in eine Richtung, die sich mit der Normalen der eingangsseitigen Bondingfläche 421 schneidet, und jede der eingangsseitigen Seitenflächen 432 weist in eine Richtung, die sich mit der Normalen der eingangsseitigen Bondingfläche 431 schneidet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die eingangsseitigen Seitenflächen 422 eine Spitzenfläche 423 und ein Paar seitliche Flächen 424 auf. Die Spitzenfläche 423 befindet sich am Ende des Eingangsanschlusses 42 in x2-Richtung und weist in x2-Richtung. Die beiden seitlichen Flächen 424 befinden sich an den jeweiligen Enden des Eingangsanschlusses 42 in y-Richtung und weisen in y1-Richtung bzw. y2-Richtung. Von den eingangsseitigen Seitenflächen 422 weist mindestens die Spitzenfläche 423 oder das Paar seitliche Flächen 424 eine eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung auf. Die eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung wird durch das Schneiden eines Leadframes gebildet, wie unten beschrieben. Die eingangsseitigen Seitenflächen 432 weisen eine Spitzenfläche 433 und ein Paar seitliche Flächen 434 auf. Die Spitzenfläche 433 befindet sich am Ende des Eingangsanschlusses 43 in x2-Richtung und weist in x2-Richtung. Die beiden seitliche Flächen 434 befinden sich an den jeweiligen Enden des Eingangsanschlusses 43 in y-Richtung und weisen in y1-Richtung bzw. y2-Richtung. Von den eingangsseitigen Seitenflächen 432 weist mindestens die Spitzenfläche 433 oder das Paar der seitlichen Flächen 434 eine eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung auf. Die eingangsseitige Bearbeitungsmarkierung wird durch das Schneiden eines Leadframes gebildet, wie unten beschrieben.
  • Wie in den 1 bis 5, 8 und 10 dargestellt, ragen z. B. die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 des Halbleitermoduls A1 in x2-Richtung aus dem Versiegelungsharz 8 heraus. Die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 sind voneinander beabstandet. Die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Der Eingangsanschluss 42 ist in y2-Richtung gegenüber dem Eingangsanschluss 41 versetzt, und der Eingangsanschluss 43 ist in y1-Richtung gegenüber dem Eingangsanschluss 41 versetzt. Die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 überlappen sich in y-Richtung gesehen.
  • Wie aus den 8 und 14 ersichtlich ist, sind die beiden Ausgangsanschlüsse 44 einstückig mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B ausgebildet. Im Gegensatz zu dieser Konfiguration können die Ausgangsanschlüsse 44 von dem zweiten leitenden Abschnitt 2B getrennt und elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B gebondet sein. Wie in 8 gezeigt, sind beispielsweise die beiden Ausgangsanschlüsse 44 in x1-Richtung relativ zu den zweiten Halbleiterelementen 10B und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B (leitendes Substrat 2) versetzt. Die Ausgangsanschlüsse 44 sind elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden und über den zweiten leitenden Abschnitt 2B elektrisch mit den Rückseitenelektroden 15 (Drain-Elektroden) der zweiten Halbleiterelemente 10B verbunden. Die beiden Ausgangsanschlüsse 44 sind Beispiele für einen „ersten Ausgangsanschluss“ und einen „zweiten Ausgangsanschluss“.
  • Die Ausgangsanschlüsse 44 haben jeweils eine ausgangsseitige Bondingfläche 441 und ausgangsseitige Seitenflächen 442. Die ausgangsseitige Bondingfläche 441 ist in z2-Richtung ausgerichtet und erstreckt sich in x1-Richtung. Jede der ausgangsseitigen Seitenflächen 442 befindet sich, in z-Richtung gesehen, am Umfang der ausgangsseitigen Bondingfläche 441 und weist in eine Richtung, die die Normale der ausgangsseitigen Bondingfläche 441 schneidet. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die ausgangsseitigen Seitenflächen 442 eine Spitzenfläche 443 und ein Paar seitliche Flächen 444 auf. Die Spitzenfläche 443 befindet sich am Ende des Ausgangsanschlusses 44 in x1-Richtung und weist in x1-Richtung. Die beiden seitlichen Flächen 444 befinden sich an den jeweiligen Enden des Ausgangsanschlusses 44 in y-Richtung und weisen in y1-Richtung bzw. y2-Richtung. Von den ausgangsseitigen Seitenflächen 442 weist mindestens die Spitzenfläche 443 oder das Paar seitliche Flächen 444 eine ausgangsseitige Bearbeitungsmarkierung auf. Die ausgangsseitige Bearbeitungsmarkierung wird durch das Schneiden eines Leadframes gebildet, wie unten beschrieben. Die Anzahl der Ausgangsanschlüsse 44 ist nicht auf zwei beschränkt, sondern kann eine oder drei und mehr betragen. Wenn die Anzahl der Ausgangsanschlüsse 44 eins ist, ist es wünschenswert, dass der Ausgangsanschluss 44 mit dem mittleren Abschnitt des zweiten leitenden Abschnitts 2B in der y-Richtung verbunden ist.
  • Die Steueranschlüsse 45 sind stiftförmige Anschlüsse zur Steuerung der Halbleiterelemente 10. Die Steueranschlüsse 45 weisen eine Vielzahl von ersten Steueranschlüssen 46A bis 46E und eine Vielzahl von zweiten Steueranschlüssen 47A bis 47D auf. Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E werden zur Steuerung der ersten Halbleiterelemente 10A verwendet. Die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D dienen der Steuerung der zweiten Halbleiterelemente 10B.
  • Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E sind in y-Richtung in Abständen angeordnet. Wie in den 8 und 14 gezeigt, werden die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E von dem ersten leitenden Abschnitt 2A über die Steueranschlussträger 5 (ein erster Trägerabschnitt 5A wird weiter unten beschrieben) getragen. Wie in den 5 und 8 gezeigt, befinden sich die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E zwischen den ersten Halbleiterelementen 10A und den drei Eingangsanschlüssen 41 bis 43 in x-Richtung.
  • Der erste Steueranschluss 46A ist ein Anschluss (Gate-Anschluss), der zur Eingabe eines Ansteuersignals für die ersten Halbleiterelemente 10A dient. Der erste Steueranschluss 46A empfängt das Ansteuersignal zur Ansteuerung der ersten Halbleiterelemente 10A (z. B. das Anlegen einer Gate-Spannung).
  • Der erste Steueranschluss 46B ist ein Anschluss (Source-Erfassungsanschluss), der zur Erfassung eines Source-Signals für die ersten Halbleiterelemente 10A dient. Über den ersten Steueranschluss 46B wird eine Spannung (entsprechend einem Source-Strom) erfasst, die an die zweiten Elektroden 12 (Source-Elektroden) der ersten Halbleiterelemente 10A angelegt ist.
  • Die ersten Steueranschlüsse 46C und 46D sind Anschlüsse, die elektrisch mit der Diodenfunktionseinheit D1 verbunden sind. Der erste Steueranschluss 46C ist elektrisch mit der dritten Vorderseitenelektrode 13 des ersten Halbleiterelements 10A, das die Diodenfunktionseinheit D1 hat, verbunden, und der erste Steueranschluss 46D ist elektrisch mit der vierten Vorderseitenelektrode 14 des ersten Halbleiterelements 10A, das die Diodenfunktionseinheit D1 hat, verbunden.
  • Der erste Steueranschluss 46E ist ein Anschluss (Drain-Erfassungsanschluss), der zur Erfassung eines Drain-Signals für die ersten Halbleiterelemente 10A dient. Die an die Rückseitenelektroden 15 (Drain-Elektroden) der ersten Halbleiterelemente 10A angelegte Spannung (entsprechend einem Drain-Strom) wird über den ersten Steueranschluss 46E erfasst.
  • Die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D sind in y-Richtung in Abständen angeordnet. Wie in den 5 und 18 gezeigt, werden die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D durch den zweiten leitenden Abschnitt 2B über die Steueranschlussträger 5 gehalten (ein zweiter Trägerabschnitt 5B wird unten beschrieben). Wie in den 5 und 8 dargestellt, befinden sich die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D zwischen den zweiten Halbleiterelementen 10B und den beiden Ausgangsanschlüssen 44 in x-Richtung.
  • Jeder der Steueranschlüsse 45 (erste Steueranschlüsse 46A bis 46E und zweite Steueranschlüsse 47A bis 47D) weist einen Halter 451 und einen Metallstift 452 (siehe 2) auf.
  • Der Halter 451 ist aus einem leitenden Material gefertigt. Wie in 15 dargestellt, ist der Halter 451 über ein leitendes Bondingelement 459 mit dem Steueranschlussträger 5 (einer ersten Metallschicht 52, die weiter unten beschrieben wird) verbunden. Der Halter 451 weist einen rohrförmigen Abschnitt, einen Flanschabschnitt am oberen Ende und einen Flanschabschnitt am unteren Ende auf. Der Flanschabschnitt am oberen Ende ist mit dem oberen Ende des rohrförmigen Abschnitts zusammengeführt, und der Flanschabschnitt am unteren Ende ist mit dem unteren Ende des rohrförmigen Abschnitts zusammengeführt. Der Metallstift 452 wird zumindest durch den Flanschabschnitt am oberen Ende und dem rohrförmigen Abschnitt des Halters 451 eingeführt. Die obere Fläche des Flanschabschnitts am oberen Ende ist vom Versiegelungsharz 8 freigelegt (ein zweiter vorstehender Abschnitt 852 wird weiter unten beschrieben) und von dem Harzelement 87 bedeckt.
  • Der Metallstift 452 ist ein stabförmiges Element, das sich in z-Richtung erstreckt. Der Metallstift 452 wird durch Einpressen in den Halter 451 getragen. Der Metallstift 452 ist zumindest über den Halter 451 mit dem Steueranschlussträger 5 (der unten beschriebenen ersten Metallschicht 52) elektrisch verbunden. Wie in dem Beispiel in 15 gezeigt, ist der Metallstift 452 über das leitende Bondingelement 459 mit dem Steueranschlussträger 5 elektrisch verbunden, wenn das untere Ende (Ende in zl-Richtung) des Metallstifts 452 mit dem leitenden Bondingelement 459 innerhalb des Einführungslochs des Halters 451 in Kontakt steht.
  • Die Steueranschlussträger 5 tragen die Steueranschlüsse 45. Die Steuerklemmenträger 5 sind zwischen der Vorderseite 201 (leitendes Substrat 2) und den Steuerklemmen 45 angeordnet.
  • Die Steueranschlussträger 5 weisen einen ersten Stützteil 5A und einen zweiten Stützteil 5B auf. Der erste Trägerabschnitt 5A ist auf dem ersten leitenden Abschnitt 2A des leitenden Substrats 2 angeordnet und trägt die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E unter den Steueranschlüssen 45. Wie in 15 dargestellt, ist der erste Trägerabschnitt 5A über ein Bondingelement 59 mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A verbunden. Das Bondingelement 59 kann leitend oder isolierend sein. Das Bondingelement 59 kann zum Beispiel Lot sein. Der zweite Trägerabschnitt 5B ist auf dem zweiten leitenden Abschnitt 2B des leitenden Substrats 2 angeordnet und trägt die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D der Steueranschlüsse 45. Der zweite Trägerabschnitt 5B ist über das Bondingelement 59 mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden.
  • Jeder der Steueranschlussträger 5 (der erste Trägerabschnitt 5A und der zweite Trägerabschnitt 5B) kann beispielsweise ein DBC-Substrat sein. Jeder der Steueranschlussträger 5 ist aus einer Isolierschicht 51, einer ersten Metallschicht 52 und einer zweiten Metallschicht 53, die übereinandergestapelt sind.
  • Die Isolierschicht 51 ist z. B. Keramik. Die Isolierschicht 51 hat in der Draufsicht z. B. eine rechteckige Form.
  • Wie in 15 gezeigt, wird die erste Metallschicht 52 beispielsweise auf der Oberseite der Isolierschicht 51 gebildet. Die Steueranschlüsse 45 sind auf der ersten Metallschicht 52 aufgebracht. Die erste Metallschicht 52 ist z. B. Cu oder eine Cu-Legierung. Wie in 8 dargestellt, weist die erste Metallschicht 52 einen ersten Abschnitt 521, einen zweiten Abschnitt 522, einen dritten Abschnitt 523, einen vierten Abschnitt 524 und einen fünften Abschnitt 525 auf. Der erste Abschnitt 521, der zweite Abschnitt 522, der dritte Abschnitt 523, der vierte Abschnitt 524 und der fünfte Abschnitt 525 sind voneinander beabstandet und isoliert.
  • Eine Vielzahl von Drähten 731 ist mit dem ersten Abschnitt 521 gebondet, so dass der erste Abschnitt 521 über die Drähte 731 elektrisch mit den ersten Vorderseitenelektroden 11 (Gate-Elektroden) der Halbleiterelemente 10 gebondet ist. Wie in 8 gezeigt, ist der erste Steueranschluss 46A mit dem ersten Abschnitt 521 des ersten Trägerabschnitts 5A gebondet, und der zweite Steueranschluss 47A ist mit dem ersten Abschnitt 521 des zweiten Trägerabschnitts 5B gebondet.
  • Eine Vielzahl von Drähten 732 ist mit dem zweiten Abschnitt 522 gebondet, so dass der zweite Abschnitt 522 über die Drähte 732 elektrisch mit den zweiten Vorderseitenelektroden 12 (Source-Elektroden) der Halbleiterelemente 10 gebondet ist. Wie in 8 gezeigt, ist der erste Steueranschluss 46B mit dem zweiten Abschnitt 522 des ersten Trägerabschnitts 5A verbunden, und der zweite Steueranschluss 47B ist mit dem zweiten Teil 522 des zweiten Trägerabschnitts 5B verbunden.
  • Ein Draht 733 ist mit dem dritten Abschnitt 523 gebondet, so dass der dritte Abschnitt 523 über den Draht 733 elektrisch mit der dritten Vorderseitenelektrode 13 des Halbleiterelements 10, das die Diodenfunktionseinheit D1 hat, gebondet ist. Wie in 8 dargestellt, ist der erste Steueranschluss 46C mit dem dritten Abschnitt 523 des ersten Trägerabschnitts 5A gebondet, und der zweite Steueranschluss 47C ist mit dem dritten Abschnitt 523 des zweiten Trägerabschnitts 5B gebondet.
  • Ein Draht 734 ist mit dem vierten Abschnitt 524 gebondet, so dass der vierte Abschnitt 524 über den Draht 734 elektrisch mit der vierten Vorderseitenelektrode 14 des Halbleiterelements 10, das die Diodenfunktionseinheit D1 hat, verbunden ist. Wie in 8 gezeigt, ist der erste Steueranschluss 46D mit dem vierten Abschnitt 524 des ersten Trägerabschnitts 5A gebondet, und der zweite Steueranschluss 47D ist mit dem vierten Abschnitt 524 des zweiten Trägerabschnitts 5B gebondet.
  • Ein Draht 735 ist mit dem fünften Abschnitt 525 des ersten Trägerabschnitts 5A gebondet, und der fünfte Abschnitt 525 ist elektrisch mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A gebondet. Der fünfte Abschnitt 525 des zweiten Trägerabschnitts 5B ist nicht elektrisch mit anderen Komponenten verbunden. Wie in 8 dargestellt, ist der erste Steueranschluss 46E mit dem fünften Abschnitt 525 des ersten Trägerabschnitts 5A gebondet.
  • Wie in 15 gezeigt, wird die zweite Metallschicht 53 beispielsweise auf der unteren Oberfläche der Isolierschicht 51 gebildet. Wie in 15 dargestellt, ist die zweite Metallschicht 53 des ersten Trägerabschnitts 5A über das Bondingelement 59 mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A gebondet. Die zweite Metallschicht 53 des zweiten Trägerabschnitts 5B ist über das Bondingelement 59 mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden.
  • Die leitenden Elemente 6 bilden zusammen mit dem leitenden Substrat 2 den Pfad eines durch die Halbleiterelemente 10 geschalteten Hauptschaltungsstroms. Die leitenden Elemente 6 überlappen in der Draufsicht mit der Vorderseite 201, sind aber in z2-Richtung von der Vorderseite 201 (leitendes Substrat 2) getrennt (mit Ausnahme eines Endes jedes ersten leitenden Elements 61, das weiter unten beschrieben wird; siehe 14). Jedes der leitenden Elemente 6 kann durch Bearbeitung eines metallplattenartigen Elements hergestellt werden. Insbesondere kann jedes der leitenden Elemente 6 durch Biegen eines plattenförmigen Elements aus Cu oder einer Cu-Legierung in eine gewünschte Form gebracht werden. Alternativ kann jedes der leitenden Elemente 6 mit einem Metallfolienelement versehen werden. Wie in den 2 und 6 gezeigt, weisen die leitenden Elemente 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise eine Vielzahl von ersten leitenden Elementen 61 und ein zweites leitendes Element 62 auf. 7 zeigt eines der ersten leitenden Elemente 61. Der Hauptschaltungsstrom weist einen ersten Hauptschaltungsstrom und einen zweiten Hauptschaltungsstrom auf. Der erste Hauptschaltungsstrom fließt durch einen Pfad, der sich zwischen dem Eingangsanschluss 41 und den Ausgangsanschlüssen 44 erstreckt. Der zweite Hauptschaltungsstrom fließt durch einen Pfad, der sich zwischen Ausgangsanschlüssen 44 und den Eingangsanschlüssen 42, 43 erstreckt.
  • Jedes der ersten leitenden Elemente 61 ist mit der zweiten Vorderseitenelektrode 12 (Source-Elektrode) des entsprechenden ersten Halbleiterelements 10A und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden. Auf diese Weise ist die zweite Vorderseitenelektrode 12 des ersten Halbleiterelements 10A elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden. Die ersten leitenden Elemente 61 und die zweiten Vorderseitenelektroden 12 (siehe 8) sowie die ersten leitenden Elemente 61 und der zweite leitende Abschnitt 2B sind über das leitende Verbindungselement 69 miteinander verbunden. Das leitende Bondingelement 69 kann Lot, eine Metallpaste oder ein Sintermetall sein. Wie in 8 dargestellt, hat jedes der ersten leitenden Elemente 61 eine Bandform, die sich in der Draufsicht entlang der x-Richtung erstreckt.
  • Wie in den 6 und 7 gezeigt, hat z.B. jedes der ersten leitenden Elemente 61 einen Kantenabschnitt, der mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden ist, und einen horizontalen rechteckigen Abschnitt (siehe auch 14) nahe dem Kantenabschnitt. Der rechteckige Abschnitt ist mit einer Öffnung 61h versehen. Die Öffnung 61h ist eine Durchgangsbohrung, die den rechteckigen Teil in z-Richtung durchdringt und in der Draufsicht vorzugsweise in der Mitte des rechteckigen Teils ausgebildet ist. Die Öffnung 61h ist so geformt, dass, wenn ein fließfähiges Harzmaterial zur Bildung des Versiegelungsharz 8 eingespritzt wird, das Harzmaterial in geeigneter Weise zwischen der Oberseite und der Unterseite des ersten leitenden Elements 61 fließen kann. Bei dem gezeigten Beispiel hat die Öffnung 61h eine vollkommen kreisförmige Form, sie kann aber auch eine andere Form haben, z. B. eine ovale oder rechteckige. Jedes der ersten leitenden Elemente 61 ist nicht auf die in 7 gezeigte Form beschränkt und kann entsprechend modifiziert werden, um eine andere Form zu erhalten. Ein weiteres Beispiel ist, dass jedes der ersten leitenden Elemente 61 keine Öffnung aufweisen kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der ersten leitenden Elemente 61 drei, um der Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A zu entsprechen. Alternativ kann auch ein einziges erstes leitendes Element 61 verwendet werden, das einer vorbestimmten Anzahl von ersten Halbleiterelementen 10A gemeinsam ist, ohne dass dies von der Anzahl der ersten Halbleiterelemente 10A abhängt.
  • Das zweite leitende Element 62 verbindet die zweiten Vorderseitenelektroden 12 der zweiten Halbleiterelemente 10B elektrisch mit den Eingangsanschlüssen 42 und 43. Das zweite leitende Element 62 kann eine maximale Abmessung von 25 mm bis 40 mm (vorzugsweise z. B. etwa 32 mm) in x-Richtung und eine maximale Abmessung von 30 mm bis 45 mm (vorzugsweise z. B. etwa 38 mm) in y-Richtung haben. Wie in 6 gezeigt, weist das zweite leitende Element 62 einen ersten Verdrahtungsabschnitt 621, einen zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, einen dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und einen vierten Verdrahtungsabschnitt 624 auf. Das zweite leitende Element 62 ist ein einzelnes Element, das durch integrale Formung dieser vier Verdrahtungsabschnitte entsteht (siehe auch 2).
  • Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 hat eine Bandform, die sich in der Draufsicht in x-Richtung erstreckt. Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 ist über ein dem leitenden Bondingelement 69 ähnliches Bondingelement (im Folgenden wird das Verbindungselement auch als „leitendes Bondingelement 69“ bezeichnet) mit dem Eingangsanschluss 42 gebondet (und elektrisch verbunden).
  • Der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 ist mit dem Eingangsanschluss 43 verbunden. Der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 und der Eingangsanschluss 43 sind mit dem leitenden Bondingelement 69 gebondet. Der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 hat eine Bandform, die sich in der Draufsicht in x-Richtung erstreckt. Wie in 6 dargestellt, sind der erste Verdrahtungsabschnitt 621 und der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 in y-Richtung voneinander beabstandet und parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 ist in der y1-Richtung relativ zum ersten Verdrahtungsabschnitt 621 versetzt.
  • Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 hat in der Draufsicht eine Bandform, die sich in y-Richtung erstreckt. Wie aus 6 ersichtlich ist, überlappt der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 in der Draufsicht mit den zweiten Halbleiterelementen 10B. Wie in 17 dargestellt, ist der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 hat eine Vielzahl von vertieften Bereichen 623a. Wie in 17 gezeigt, sind die vertieften Bereiche 623a in der z1-Richtung relativ zu den anderen Bereichen des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 vertieft. Die vertieften Bereiche 623a des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 sind mit den zweiten Halbleiterelementen 10B gebondet. Die vertieften Bereiche 623a des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 und die zweiten Vorderseitenelektroden 12 (siehe 8) der zweiten Halbleiterelemente 10B sind über das leitende Verbindungselement 69 miteinander verbunden.
  • Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist ebenfalls mit dem dritten Verdrahtungsabschnitt 623 verbunden (siehe unten beschriebene „bandförmige Abschnitte 626“). Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist in der x2-Richtung relativ zum dritten Verdrahtungsabschnitt 623 versetzt. Wie aus 6 ersichtlich ist, überlappt der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 umfasst einen ersten Bandabschnitt 625 und eine Vielzahl von zweiten Bandabschnitten 626.
  • Der erste Bandabschnitt 625 ist in x-Richtung von dem dritten Verdrahtungsabschnitt 623 beabstandet und hat eine Bandform, die sich in y-Richtung erstreckt. Wie in 6 dargestellt, ist der erste Bandabschnitt 625 mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt. Der erste Bandabschnitt 625 überlappt in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Der erste Bandabschnitt 625 hat eine Vielzahl von vorstehenden Bereichen 625a. Wie in 16 gezeigt, ragen die vorstehenden Bereiche 625a in der z2-Richtung relativ zu den anderen Bereichen des ersten Bandabschnitts 625 hervor. In der Draufsicht ( ) überlappen sich die vorspringenden Bereiche 625a mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Da der erste Bandabschnitt 625 die vorspringenden Bereiche 625a aufweist, können auf den ersten Halbleiterelementen 10A Bereiche zum Bonden der ersten leitenden Elemente 61 vorgesehen werden, wie in 16 gezeigt. Mit anderen Worten: Durch die vorstehenden Bereiche 625a wird verhindert, dass der erste Bandabschnitt 625 mit den ersten leitenden Elementen 61 in Kontakt kommt.
  • Wie in 6 gezeigt, hat jeder der zweiten Bandabschnitte 626 eine Bandform, die sich in x-Richtung erstreckt, und ist mit dem ersten Bandabschnitt 625 und dem dritten Verdrahtungsabschnitt 623 verbunden. Die zweiten Bandabschnitte 626 sind in y-Richtung voneinander beabstandet und parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Wie in 6 gezeigt, ist ein Ende jedes Bandabschnitts 626 mit einem Teil des ersten Bandabschnitts 625 verbunden, der sich zwischen zwei in y-Richtung benachbarten ersten Halbleiterelementen 10A befindet, und das andere Ende jedes Bandabschnitts 626 ist mit einem Teil des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 verbunden, der sich zwischen zwei in y-Richtung benachbarten zweiten Halbleiterelementen 10B befindet.
  • Der erste Bandabschnitt 625 hat eine erste Kante 627 und eine zweite Kante 628, die sich in y-Richtung erstrecken. Wie in 6 und 7 gezeigt, ist die erste Kante 627 in der Draufsicht in x1-Richtung relativ zur ersten Seite 191 jedes ersten Halbleiterelements 10A versetzt und erstreckt sich vom ersten Verdrahtungsabschnitt 621 zum zweiten Verdrahtungsabschnitt 622. Dementsprechend erstreckt sich, wie in 7 gezeigt, die erste Kante 627 mindestens von der dritten Seite 193 zur vierten Seite 194 jedes ersten Halbleiterelements 10A in y-Richtung. So überlappen zwei Ecken jedes ersten Halbleiterelements 10A in x2-Richtung (d.h. eine Ecke 171, die von der ersten Seite 191 und der dritten Seite 193 gebildet wird, und eine Ecke 172, die von der ersten Seite 191 und der vierten Seite 194 gebildet wird) in der Draufsicht nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. In der Draufsicht (Details siehe 7) auf jedes der ersten Halbleiterelemente 10A liegen die gesamte erste Seite 191 und Teile der dritten und vierten Seite nach außen frei (d.h. sie überlappen nicht mit dem zweiten leitenden Element 62 und sind in der Draufsicht sichtbar). Wie in 7 gezeigt, ist die zweite Kante 628 in der Draufsicht in x2-Richtung relativ zur zweiten Seite 192 jedes ersten Halbleiterelements 10A versetzt und erstreckt sich in y-Richtung mindestens von der dritten Seite 193 bis zur vierten Seite 194. Daher überlappen zwei Ecken jedes ersten Halbleiterelements 10A in x1-Richtung (d.h. eine Ecke 173, die von der zweiten Seite 192 und der dritten Seite 193 gebildet wird, und eine Ecke 174, die von der zweiten Seite 192 und der vierten Seite 194 gebildet wird) in der Draufsicht nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. In jedem der ersten Halbleiterelemente 10A sind ein Teil der zweiten Seite und Teile der dritten und vierten Seite nach außen hin freiliegend.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Seiten, die jede der Ecken 171, 172, 173 und 174 bilden, so konfiguriert, dass sie in der Draufsicht um eine vorbestimmte Länge freiliegen, die im Bereich von mehr als 0 um und nicht mehr als 200 um liegt. Dies ist z.B. für die Erfassung der Ecken 171, 172, 173 und 174 durch einen Sensor von Vorteil. Vorzugsweise beträgt die Länge jedes der freiliegenden Abschnitte zweier benachbarter Seiten (es gibt vier Kombinationen, d. h. vier Paare) mindestens 5 um und höchstens 150 um. Wenn die Länge jedes der freiliegenden Abschnitte zweier benachbarter Seiten nicht weniger als 2 um beträgt, ist es möglich, die Ecke zu erkennen, die den beiden Seiten entspricht. Wenn die Länge jedes der freiliegenden Abschnitte mindestens 5 um beträgt, kann die Ecke zuverlässig erkannt werden. Wenn die Länge jedes der freiliegenden Abschnitte größer als 200 um ist, wird der Bondingbereich zwischen dem ersten leitenden Element 61 und dem ersten Halbleiterelement 10A zu klein, was nicht wünschenswert ist.
  • Wie in 6 dargestellt, weisen die leitenden Elemente 6 eine Vielzahl von ersten Abschnitten 601 auf. Jeder der ersten Abschnitte 601 überschneidet sich in der Draufsicht mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Halbleiterelemente 10A und 10B. Bei dem gezeigten Beispiel weist das zweite leitende Element 62 die ersten Abschnitte 601 auf. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist insbesondere aus drei ersten Abschnitten 601 (die rechteckigen Bereiche, die die ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht überlappen) gebildet. In ähnlicher Weise bildet der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 drei erste Abschnitte 601 (die rechteckigen Bereiche, die die ersten Halbleiterelemente 10B in der Draufsicht überlappen). Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die rechteckigen Bereiche (erste Abschnitte 601) flach. Die drei ersten Abschnitte 601 im vierten Verdrahtungsabschnitt 624 sind in der z2-Richtung relativ zu den drei ersten Abschnitten 601 im dritten Verdrahtungsabschnitt 623 versetzt. Die ersten Abschnitte 601 sind in sechs zweiten Abschnitten 62B (des zweiten leitenden Elements 62) enthalten, die unten beschrieben werden.
  • Wie in den 6 und 8 gezeigt, sind die Vorderseitenelektroden 11, 13, 14 und 16 eines der ersten Halbleiterelemente 10A (das erste Halbleiterelement 10A mit der Diodenfunktionseinheit D1) entlang der y-Richtung am Ende des ersten Halbleiterelements 10A in der x2-Richtung ausgerichtet. In der Draufsicht überschneiden sich die ersten leitenden Elemente 61 und das zweite leitende Element 62 nicht mit den Vorderseitenelektroden 11, 13, 14 und 16 des ersten Halbleiterelements 10A oder mit dessen Ecken 171 und 172 in der x2-Richtung. Außerdem überschneiden sich in der Draufsicht die ersten leitenden Elemente 61 und das zweite leitende Element 62 nicht mit mindestens einer der Ecken 173 und 174 des ersten Halbleiterelements 10A in der x1-Richtung (entgegengesetzt zu der Seite, auf der die Vorderseitenelektroden angeordnet sind). So sind mindestens drei der vier Ecken 171, 172, 173 und 174 des Halbleiterelements 10A in der Draufsicht sichtbar. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die ersten Halbleiterelemente 10A korrekt montiert sind, wenn die ersten Halbleiterelemente 10A, die leitenden Elemente 61 und das zweite leitende Element 62 auf dem leitenden Substrat 2 montiert sind. In der Draufsicht können die vier Ecken 171, 172, 173 und 174 jedes der ersten Halbleiterelemente 10A alle sichtbar sein. Die Vorderseitenelektroden 11, 13, 14 und 16 des ersten Halbleiterelements 10A sind Beispiele für „Vorderseitenelektroden auf der einen Seite“.
  • Wie in 6 gezeigt, hat jedes der zweiten Halbleiterelemente 10B eine rechteckige Form in der Draufsicht, ähnlich wie die ersten Halbleiterelemente 10A, sowie vier Ecken 181, 182, 183 und 184, die den vier Ecken 171, 172, 173 und 174 jedes ersten Halbleiterelements 10A entsprechen. Die oben beschriebene Beziehung in Draufsicht zwischen den vier Ecken 171, 172, 173 und 174 jedes ersten Halbleiterelements 10A und den ersten und zweiten leitenden Elementen 61, 62 gilt auch für die Beziehung in Draufsicht zwischen den vier Ecken 181, 182, 183 und 184 jedes zweiten Halbleiterelements 10B und dem zweiten leitenden Element 62.
  • Das zweite leitende Element 62 weist mindestens einen ersten Abschnitt 62A und mindestens einen zweiten Abschnitt 62B auf. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel sind acht erste Abschnitte 62A vorgesehen, die sich mit der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 überlappen (die Vorderseite 201 entweder des ersten leitenden Abschnitts 2A oder des zweiten leitenden Abschnitts 2B), sich aber in der Draufsicht nicht mit den Halbleiterelementen 10 überlappen. Bei 5 (wo die y1-Richtung auf eine Aufwärtsrichtung eingestellt ist) sind die ersten Abschnitte 62A mit einer Schraffur dargestellt, die diagonal nach rechts ansteigt. Bei dem dargestellten Beispiel sind sechs zweite Abschnitte 62B vorgesehen, die sich in der Draufsicht mit der Vorderseite 201 und mit den Halbleiterelementen 10 überlappen. In 5 sind die zweiten Abschnitte 62B mit einer schräg nach rechts fallenden Schraffur dargestellt. In der folgenden Beschreibung können die acht ersten Abschnitte 62A der Einfachheit halber als „erster Abschnitt (62A)“ und die sechs zweiten Abschnitte 62B gemeinsam als „zweiter Abschnitt (62B)“ bezeichnet werden. In der vorliegenden Ausführungsform hat jeder der ersten Abschnitte 62A mindestens eine Öffnung (auch als „Hohlraum“ bezeichnet) 63. Im gezeigten Beispiel sind zwei Öffnungen 63 (die Öffnung im ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und die Öffnung im zweiten Verdrahtungsabschnitt 622) in zwei der ersten Abschnitte 62A (genauer gesagt, in den beiden ersten Abschnitten 62A, die länger sind als die anderen sechs ersten Abschnitte 62A der acht ersten Abschnitte 62A) ausgebildet. Wie in den 5 und 13 dargestellt, durchdringen die Öffnungen 63 die ersten Abschnitte 62A. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Öffnungen 63 an Positionen vorgesehen, die sich in der Draufsicht mit der Vorderseite 201 des ersten leitenden Abschnitts 2A (leitendes Substrat 2) überschneiden und die sich in der Draufsicht nicht mit den Halbleiterelementen 10 überschneiden. Die beiden in 5 gezeigten Öffnungen 63 sind in der Nähe von zwei Ecken des leitfähigen Substrats 2 in Draufsicht vorgesehen, wobei eine der Öffnungen 63 in einem Bereich des ersten Verdrahtungsabschnitts 621 in x2-Richtung und die andere in einem Bereich des zweiten Verdrahtungsabschnitts 622 in x2-Richtung vorgesehen ist. Die Öffnungen (Hohlräume) 63 sind nicht auf die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Löcher beschränkt, sondern können auch „Kerben“ sein, die in der Draufsicht nicht geschlossen sind. Die Öffnungen 63 können durch Galvanoformung (engl. electroforming) hergestellt werden. In diesem Fall weist das zweite leitende Element 62 Öffnungen auf, die dadurch entstehen, dass ein Metall nicht galvanisch abgeschieden wird, anstelle von Öffnungen, die durch Entfernen von Teilen einer Materialplatte entstehen.
  • Wie in 6 gezeigt, ist das zweite leitende Element 62 (die ersten Abschnitte 601) mit Öffnungen 625h versehen, die sich in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A überlappen. Vorzugsweise ist jede der Öffnungen 625h so angeordnet, dass sie sich in der Draufsicht mit der Mitte des entsprechenden ersten Halbleiterelements 10A überlappt. Jede der Öffnungen 625h ist ein Durchgangsloch, das in dem entsprechenden vorstehenden Bereich 625a des ersten Bandabschnitts 625 (vierter Verdrahtungsabschnitt 624) ausgebildet ist. Die Öffnungen 625h sind so ausgebildet, dass der Verbindungszustand zwischen den ersten leitenden Elementen 61 und den ersten Halbleiterelementen 10A von oben optisch überprüft werden kann.
  • Das zweite leitende Element 62 ist ebenfalls mit einer Vielzahl von Öffnungen 623h versehen, die sich in der Draufsicht mit den zweiten Halbleiterelementen 10B überlappen. Vorzugsweise ist jede der Öffnungen 623h so angeordnet, dass sie sich in der Draufsicht mit der Mitte des entsprechenden zweiten Halbleiterelements 10B überlappt. Jede der Öffnungen 623h ist ein Durchgangsloch, das in dem entsprechenden vertieften Bereich 623a des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 ausgebildet ist. Die Öffnungen 623h werden verwendet, wenn das zweite leitende Element 62 relativ zum leitenden Substrat 2 positioniert wird. In der Draufsicht kann jede der Öffnungen 623h und 625h eine vollkommen kreisförmige Form oder eine andere Form, wie z. B. eine ovale oder rechteckige Form, haben.
  • Das zweite leitende Element 62 ist nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt und kann den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 nicht enthalten. Das zweite leitende Element 62 ist jedoch vorzugsweise mit dem vierten Verdrahtungsabschnitt 624 versehen, um den Induktionswert aufgrund des durch das zweite leitende Element 62 fließenden Stroms zu verringern.
  • Das erste leitende Bondingelement 71 ist zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 vorgesehen, um das leitende Substrat 2 und das Trägersubstrat 3 elektrisch zu verbinden. Das erste leitende Verbindungselement 71 weist einen leitenden Bondingabschnitt, der den ersten leitenden Abschnitt 2A elektrisch mit dem ersten Abschnitt 32A verbindet, und einen leitenden Bondingabschnitt, der den zweiten leitenden Abschnitt 2B elektrisch mit dem zweiten Abschnitt 32B verbindet, auf. Wie in 15 dargestellt, weist das erste leitende Bondingelement 71 eine erste Basisschicht 711, eine erste Schicht 712 und eine zweite Schicht 713, die übereinandergestapelt sind, auf.
  • Wie in 15 gezeigt, ist es bevorzugt, wenn eine Seitenfläche des ersten leitenden Bondingelements 71 und eine Seitenfläche der ersten Metallschicht 32, die die oberste Schicht des Trägersubstrats 3 ist, bündig miteinander sind. Vorzugsweise ist die Seitenfläche der ersten Metallschicht 32 in der Draufsicht etwas weiter innen angeordnet als die Seitenfläche des ersten leitenden Bondingelements 71. Das heißt, in der Draufsicht wird das Bonding so durchgeführt, dass die Seitenfläche der ersten Metallschicht 32 sich nicht von der Seitenfläche des ersten leitenden Bondingelements 71 nach außen erstreckt. Wenn sich die Seitenfläche der ersten Metallschicht 32 in der Draufsicht weiter nach außen erstreckt als die Seitenfläche des ersten leitenden Bondingelements71, wird die Kriechstrecke zwischen der ersten Metallschicht 32 und der zweiten Metallschicht 33 unerwünscht klein. In der Draufsicht ist die Seitenfläche der ersten Metallschicht 32 weiter außen angeordnet als eine Seitenfläche des Basiselements 21 bei dem leitenden Substrat 2.
  • Die erste Basisschicht 711 ist aus einem Metall gebildet, wie Aluminium (Al) oder einer Al-Legierung. Die erste Basisschicht 711 ist aus einem Schichtmaterial (engl.: sheet material). Der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) von Al, dem Material der ersten Grundschicht 711, beträgt 70,3 GPa.
  • Die erste Schicht 712 wird auf der Oberseite der ersten Basisschicht 711 gebildet. Die erste Schicht 712 befindet sich zwischen der ersten Basisschicht 711 und dem leitenden Substrat 2 (jeweils zwischen dem ersten leitenden Abschnitt 2A und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B). Die erste Schicht 712 ist zum Beispiel eine Ag-Beschichtung. Die erste Schicht 712 ist mit den jeweiligen Rückseitenbondingschicht 23 des ersten leitenden Abschnitts 2A und des zweiten leitenden Abschnitts 2B gebondet, beispielsweise durch Festphasendiffusion von Metall. Mit anderen Worten, die erste Schicht 712 und die Rückseitenbondingschicht 23 des ersten leitenden Abschnitts 2A und des zweiten leitenden Abschnitts 2B sind durch Festphasendiffusion gebondet. Dadurch werden die erste Schicht 712 und die Rückseitenbondingschicht 23 in direktem Kontakt miteinander an der Bondingschnittstelle (Verbindungstelle) gebondet. In der vorliegenden Offenbarung bedeutet „A und B sind durch Festphasendiffusion gebondet“, dass A und B infolge des Festphasendiffusionsbondigs in direktem Kontakt an den Bondingschnittstellen miteinander befestigt sind, wobei A und B eine Festphasendiffusionsschicht bilden. Bei dem Festphasendiffusionsbonding unter idealen Bedingungen ist die Bondingschnittstelle aufgrund der Diffusion der Metallelemente möglicherweise nicht klar erkennbar. Wenn sich jedoch ein Einschluss, wie z. B. ein Oxidationsfilm, auf den Oberflächenschichten von A und B gebildet hat oder wenn ein Spalt zwischen A und B besteht, kann der Einschluss oder der Spalt an der Bondingschnittstelle vorhanden sein.
  • Die zweite Schicht 713 wird auf der unteren Oberfläche der ersten Basisschicht 711 gebildet. Die zweite Schicht 713 ist zwischen der ersten Basisschicht 711 und dem Trägersubstrat 3 (jeweils dem ersten Abschnitt 32A und dem zweiten Abschnitt 32B) angeordnet. Bei der zweiten Schicht 713 handelt es sich zum Beispiel um eine Ag-Beschichtung. Die zweite Schicht 713 ist durch Festphasendiffusion von Metall mit der ersten Bondingschicht 321 gebondet, die sowohl auf dem ersten Teil 32A als auch auf dem zweiten Teil 32B ausgebildet ist. Mit anderen Worten, die zweite Schicht 713 und die erste Bondingschicht 321 sind durch Festphasendiffusion in direktem Kontakt miteinander an der Bondingschnittstelle gebondet. Der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) von Silber (Ag), dem Material der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713, beträgt 82,7 GPa.
  • Da die erste Basisschicht 711, die erste Schicht 712 und die zweite Schicht 713 des ersten leitenden Bondingelements 71 aus den oben beschriebenen Materialien sind, ist der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der ersten Basisschicht 711 kleiner als der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713. Die Dicke (Abmessung in z-Richtung) der ersten Basisschicht 711 ist größer als die Dicke der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713.
  • Bei dem ersten leitenden Bondingelement 71 ist eine Endfläche der ersten Basisschicht 711, die aus Al oder einer Al-Legierung ist, nicht mit Ag beschichtet, so dass die Endfläche der ersten Basisschicht 711 freiliegt. Alternativ dazu kann die Endfläche der ersten Basisschicht 711 mit Ag beschichtet werden. Um die Herstellungskosten des ersten leitenden Bondingelements 71 zu senken, ist es vorteilhaft, das erste leitende Bondingelement 71 durch Aufbringen einer Ag-Beschichtung auf beide Oberflächen eines großen Schichtmaterials und anschließendes Schneiden des Ag-beschichteten Schichtmaterials herzustellen. Bei der obigen Methode wird die Endfläche der ersten Basisschicht 711 nicht mit Ag beschichtet.
  • Das zweite leitende Bondingelement 72 ist zwischen dem leitenden Substrat 2 und den Halbleiterelementen 10 vorgesehen, um das leitende Substrat 2 und die Halbleiterelemente 10 elektrisch zu verbinden. Das zweite leitende Bondingelement 72 weist einen leitenden Bondingabschnitt, der die ersten Halbleiterelemente 10A elektrisch mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A verbindet, und einen leitenden Bondingabschnitt, der die zweiten Halbleiterelemente 10B elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbindet, auf. Wie in 15 gezeigt, weist das zweite leitende Basiselement 72 eine zweite Basisschicht 721, eine dritte Schicht 722 und eine vierte Schicht 723, die übereinandergestapelt sind, auf.
  • Die zweite Basisschicht 721 ist ein Schichtelement aus Metall, z. B. Al oder einer Al-Legierung.
  • Die dritte Schicht 722 wird auf der oberen Oberfläche der zweiten Basisschicht 721 gebildet. Die dritte Schicht 722 ist zwischen der zweiten Basisschicht 721 und den Halbleiterelementen 10 vorgesehen. Bei der dritten Schicht 722 handelt es sich zum Beispiel um eine Ag-Beschichtung. Die dritte Schicht 722 ist mit den Rückseitenelektroden 15 der Halbleiterelemente 10 verbunden, z. B. durch Festphasendiffusion von Metall. Mit anderen Worten, die dritte Schicht 722 und die Rückseitenelektroden 15 sind durch Festphasendiffusion in direktem Kontakt miteinander an der Bondingschnittstelle gebondet.
  • Die vierte Schicht 723 ist auf der unteren Oberfläche der zweiten Basisschicht 721 gebildet. Die vierte Schicht 723 befindet sich zwischen der zweiten Basisschicht 721 und dem leitenden Substrat 2 (jeweils zwischen dem ersten leitenden Abschnitt 2A und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B). Die vierte Schicht 723 ist zum Beispiel eine Ag-Beschichtung. Die vierte Schicht 723 ist mit den jeweiligen Vorderseitenbondingschichten 22 des ersten leitenden Abschnitts 2A und des zweiten leitenden Abschnitts 2B verbunden, z. B. durch Festphasendiffusion von Metall. Mit anderen Worten, die vierte Schicht 723 und die Vorderseitenbondingschichten 22 sind durch Festphasendiffusion in direktem Kontakt miteinander an der Bondingschnittstellen gebondet.
  • Da die zweite Basisschicht 721, die dritte Schicht 722 und die vierte Schicht 723 in dem zweiten leitenden Bondingelement 72 aus den oben beschriebenen Materialien gebildet ist, ist der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der zweiten Basisschicht 721 kleiner als der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der dritten Schicht 722 und der vierten Schicht 723. Die Dicke (Abmessung in z-Richtung) der zweiten Basisschicht 721 ist größer als die Dicke der dritten Schicht 722 und der vierten Schicht 723.
  • Bei dem zweiten leitenden Bondingelement 72 ist eine Endfläche der zweiten Basisschicht 721, die aus Al oder einer Al-Legierung ist, nicht mit Ag beschichtet, so dass die Endfläche der zweiten Basisschicht 721 freiliegt. Alternativ dazu kann die Endfläche der zweiten Basisschicht 721 mit Ag beschichtet werden. Um die Herstellungskosten des zweiten leitenden Bondingelements 72 zu senken, ist es vorteilhaft, das zweite leitende Bondingelement 72 durch Bilden einer Ag-Beschichtung auf beiden Oberflächen eines großen Schichtmaterials und anschließendes Schneiden des Ag-beschichteten Schichtmaterials herzustellen.
  • Die Drähte 731 bis 735 verbinden jeweils elektrisch zwei voneinander getrennte Elemente. Die Drähte 731 bis 735 sind zum Beispiel Bonddrähte. Das Material jedes der Drähte 731 bis 735 enthält z. B. Gold (Au), Al oder Cu.
  • Wie in 8 gezeigt, ist jeder der Drähte 731 mit der ersten Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode) des entsprechenden Halbleiterelements 10 und dem ersten Abschnitt 521 (erste Metallschicht 52) des entsprechenden Steueranschlussträgers 5 gebondet und stellt eine elektrische Verbindung her. Wie in 8 gezeigt, weisen die Vielzahl von Drähten 731 eine Vielzahl von ersten Drähten 731a und eine Vielzahl von zweiten Drähten 731b auf. Jeder der ersten Drähte 731a ist mit der ersten Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode) des entsprechenden ersten Halbleiterelements 10A und dem ersten Teil 521 (erste Metallschicht 52) des ersten Trägerteils 5A verbunden. Folglich ist der erste Steueranschluss 46A über die ersten Drähte 731a elektrisch mit den ersten Vorderseitenelektroden 11 (Gate-Elektroden) der ersten Halbleiterelemente 10A verbunden. Jeder der zweiten Drähte 731b ist mit der ersten Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode) des entsprechenden zweiten Halbleiterelements 10B und dem ersten Teil 521 (erste Metallschicht 52) des zweiten Trägerabschnitts 5B verbunden. Folglich ist der zweite Steueranschluss 47A über die zweiten Drähte 731b elektrisch mit den ersten Vorderseitenelektroden 11 (Gate-Elektroden) der zweiten Halbleiterelemente 10B verbunden.
  • Wie in 8 dargestellt, ist jeder der Drähte 732 mit der zweiten Vorderseitenelektrode 12 (Source-Elektrode) des entsprechenden Halbleiterelements 10 und dem zweiten Abschnitt 522 (erste Metallschicht 52) des entsprechenden Steueranschlussträgers 5 gebondet und stellt eine elektrische Verbindung her. Wie bei jedem der Halbleiterelemente 10, die die Diodenfunktionseinheiten D1 haben, ist der Draht 732 an die fünfte Vorderseitenelektrode 16 (Source-Erfassungselektrode) anstelle der zweiten Vorderseitenelektrode 12 (Source-Elektrode) gebondet.
  • Wie in 8 gezeigt, ist jeder der Drähte 733 mit der dritten Vorderseitenelektrode 13 des entsprechenden Halbleiterelements 10 mit der Diodenfunktionseinheit D1 und dem dritten Abschnitt 523 (erste Metallschicht 52) des entsprechenden Steueranschlussträgers 5 gebondet und stellt eine elektrische Verbindung her.
  • Wie in 8 gezeigt, ist jeder der Drähte 734 mit der vierten Elektrode 14 des entsprechenden Halbleiterelements 10 mit der Diodenfunktionseinheit D1 und dem vierten Abschnitt 524 (erste Metallschicht 52) des entsprechenden Steueranschlussträgers 5 gebondet und stellt eine elektrische Verbindung her.
  • Wie in 8 gezeigt, ist der Draht 735 mit der Vorderseite 201 des ersten leitenden Abschnitts 2A (leitendes Substrat 2) und dem fünften Abschnitt 525 (erste Metallschicht 52) des ersten Trägerabschnitts 5A (Steueranschlussträger 5) verbunden und stellt eine elektrische Verbindung her.
  • Das Versiegelungsharz 8 bedeckt die Halbleiterelemente 10, das leitende Substrat 2, das Trägersubstrat 3 (mit Ausnahme der Bodenfläche 302), Teile der Eingangsanschlüsse 41 bis 43, Teile der Ausgangsanschlüsse 44, Teile der Steueranschlüsse 45, die Steueranschlussträger 5, die leitenden Elemente 6 und die Drähte 731 bis 735. Das Versiegelungsharz 8 ist z. B. ein schwarzes Epoxidharz. Das Versiegelungsharz 8 kann durch das unten beschriebene Formverfahren hergestellt werden. Das Versiegelungsharz 8 kann in x-Richtung eine Abmessung von etwa 35 mm bis 60 mm, in y-Richtung eine Abmessung von etwa 35 mm bis 50 mm und in z-Richtung eine Abmessung von etwa 4 mm bis 15 mm haben. Jedes dieser Maße ist die Größe des größten Abschnitts entlang einer der Richtungen. Das Versiegelungsharz 8 hat eine Harzvorderseite 81, eine Harzrückseite 82 und eine Vielzahl von Harzseitenflächen 831 bis 834.
  • Wie in den 9, 11 und 12 gezeigt, sind beispielsweise die Harzvorderseite 81 und die Harzrückseite 82 in z-Richtung voneinander beabstandet. Die Harzvorderseite 81 weist in die z2-Richtung und die Harzrückseite 82 in die z1-Richtung. Die Steueranschlüsse 45 (die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D) ragen aus der Harzvorderseite 81 heraus. Wie in 10 gezeigt, hat die Harzrückseite 82 in der Draufsicht eine Rahmenform, die die Bodenfläche 302 des Trägersubstrats 3 (untere Oberfläche der zweiten Metallschicht 33) umgibt. Die Bodenfläche 302 des Trägersubstrats 3 liegt von der Harzrückseite 82 frei und ist beispielsweise bündig mit der Harzrückseite 82. Die Harzseitenflächen 831 bis 834 sind mit der Harzvorderseite 81 und der Harzrückseite 82 zusammengeführt und werden von diesen Flächen in z-Richtung flankiert. Wie in 4 gezeigt, sind beispielsweise die Harzseitenfläche 831 und die Harzseitenfläche 832 in x-Richtung voneinander beabstandet. Die Harzseitenfläche 831 weist in die x1-Richtung und die Harzseitenfläche 832 weist in die x2-Richtung. Die beiden Ausgangsanschlüsse 44 ragen aus der Harzseitenfläche 831 heraus, und die drei Eingangsanschlüsse 41 bis 43 ragen aus der Harzseitenfläche 832 heraus. Wie in 4 gezeigt, sind beispielsweise die Harzseitenfläche 833 und die Harzseitenfläche 834 in y-Richtung voneinander beabstandet. Die Harzseitenfläche 833 weist in die y1-Richtung und die Harzseitenfläche 834 weist in die y2-Richtung.
  • Wie in 4 dargestellt, ist die Harzseitenfläche 832 mit einer Vielzahl von vertieften Abschnitten 832a versehen. Die vertieften Abschnitte 832a sind in der Draufsicht in x-Richtung vertieft. Die vertieften Abschnitte 832a weisen denjenigen, der zwischen dem Eingangsanschluss 41 und dem Eingangsanschluss 42 gebildet wird, und denjenigen, der zwischen dem Eingangsanschluss 41 und dem Eingangsanschluss 43 in der Draufsicht gebildet wird, auf. Die vertieften Abschnitte 832a sind vorgesehen, um die Kriechstrecke zwischen dem Eingangsanschluss 41 und dem Eingangsanschluss 42 entlang der Harzseitenfläche 832 zu vergrößern, und um die Kriechstrecke zwischen dem Eingangsanschluss 41 und dem Eingangsanschluss 43 entlang der Harzseitenfläche 832 zu vergrößern.
  • Wie in den 13 und 14 dargestellt, weist das Versiegelungsharz 8 eine Vielzahl von ersten Vorsprüngen 851, eine Vielzahl von zweiten Vorsprüngen 852 und Harzhohlräume 86 auf.
  • Die ersten Vorsprünge 851 stehen in z-Richtung von der Harzvorderseite 81 hervor. Die ersten Vorsprünge 851 sind in der Draufsicht in der Nähe der vier Ecken des Versiegelungsharzes 8 angeordnet. Die Spitzen (Ende in z2-Richtung) jedes der ersten Vorsprünge 851 ist mit einer ersten vorstehenden Endfläche 851a versehen. Die ersten vorstehenden Endflächen 851a der ersten Vorsprünge 851 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Harzvorderseite 81 und liegen in derselben Ebene (x-y-Ebene) wie die Harzvorderseite 81. Die ersten Vorsprünge 851 haben jeweils z. B. die Form eines hohlen Kegelstumpfs mit Boden. Die ersten Vorsprünge 851 werden für ein Gerät verwendet, das eine vom Halbleitermodul A1 erzeugte Leistungsversorgung nutzt, und fungieren als Abstandshalter, wenn das Halbleitermodul A1 z. B. auf einer Steuerplatine des Geräts montiert wird. Die ersten Vorsprünge 851 haben jeweils einen vertieften Abschnitt 851b und eine Innenwandfläche 851c, die in dem vertieften Abschnitt 851b ausgebildet ist. Es genügt, wenn die ersten Vorsprünge 851 pfeilerförmig sind, vorzugsweise säulenförmig. Vorzugsweise ist jeder der vertieften Abschnitte 851b säulenförmig, und jede der Innenwandflächen 851c hat in der Draufsicht eine einzige perfekte Kreisform. Jeder der ersten Vorsprünge 851 ist ein Beispiel für einen „Vorsprung“.
  • Das Halbleitermodul A1 kann mechanisch auf einer Steuerplatine oder ähnlichem befestigt werden, z.B. durch ein Schraubverfahren. In diesem Fall können die Gewinde der Innenschrauben in den Innenwandflächen 851c der vertieften Abschnitte 851b in den ersten Vorsprüngen 851 ausgebildet werden. Es ist auch möglich, eine Einlegemutter in den vertieften Abschnitt 851b jedes der ersten Vorsprünge 851 einzubetten.
  • Wie in 14 gezeigt, stehen beispielsweise die zweiten Vorsprünge 852 in z-Richtung aus der Harzvorderseite 81 hervor. Die zweiten Vorsprünge 852 überschneiden sich in der Draufsicht mit den Steueranschlüssen 45. Die Metallstifte 452 der Steueranschlüsse 45 ragen aus den zweiten Vorsprüngen 852 heraus. Ein Teil jedes Halters 451 (Oberseite jedes Flanschabschnitts am oberen Ende) liegt an der oberen Endfläche jedes zweiten Vorsprungs 852 frei. Jeder der zweiten Vorsprünge 852 hat die Form eines Kegelstumpfes. Die Harzelemente 87 sind an den zweiten Vorsprüngen 852 angebracht.
  • Wie in 13 gezeigt, verläuft jeder der Harzhohlräume 86 von der Harzvorderseite 81 zu dem vertieften Abschnitt 201a, der in der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 in z-Richtung ausgebildet ist. Jeder der Harzhohlräume 86 ist so geformt, dass er sich verjüngt, so dass seine Querschnittsfläche entlang der z-Richtung von der Harzvorderseite 81 zum vertieften Abschnitt 201a abnimmt. Jeder der Harzhohlräume 86 hat eine Harzhohlraumkante 861, die mit der Vorderseite 201 in Kontakt steht, und jeder der vertieften Abschnitte 201a hat eine Aussparungskante 201b, die mit der Vorderseite 201 in Kontakt steht. Bei dem gezeigten Beispiel fallen die Kanten des Harzhohlraums 861 und die Kanten der Aussparung 201b zusammen. Die Harzhohlräume 86 entsprechen den Bereichen, in denen das Versiegelungsharz 8 während des unten beschriebenen Formprozesses nicht gebildet wird.
  • Die Harzelemente 87 sind an den zweiten Vorsprüngen 852 des Versiegelungsharzes 8 angebracht. Die Harzelemente 87 bedecken Teile der Steueranschlüsse 45, d. h. Teile (Oberseiten der Flanschabschnitte am oberen Ende) der Halter 451, die vom Versiegelungsharz 8 freigelegt werden, und Teile der Metallstifte 452. Die Harzelemente 87 sind beispielsweise wie das Versiegelungsharz 8 aus Epoxidharz, können aber auch aus einem anderen Material als das Versiegelungsharz 8 hergestellt sein.
  • Die Harzfüllabschnitte 88 füllen die Harzhohlräume 86, um die Harzhohlräume 86 zu schließen. Die Harzfüllabschnitt 88 sind beispielsweise wie das Versiegelungsharz 8 aus Epoxidharz, können aber auch aus einem anderen Material als das Versiegelungsharz 8 hergestellt werden.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 unter Bezugnahme auf die 21 bis 29 beschrieben. 21 ist eine Draufsicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 zeigt. 22 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 zeigt. 23 ist eine Draufsicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 zeigt. 24 ist eine geschnittene Endansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 zeigt. 24 entspricht dem in 13 dargestellten Querschnitt. 25 und 28 sind jeweils eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 veranschaulicht, und entsprechen einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 13. Jede der 26, 27 und 29 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 veranschaulicht, und entspricht einer vergrößerten Ansicht eines Teils des Querschnitts in 14.
  • Zunächst werden eine Vielzahl von Halbleiterelementen 10, ein leitendes Substrat 2, ein Trägersubstrat 3, eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen 41 bis 43 und eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen 44 vorbereitet. Die Konfigurationen der Halbleiterelemente 10, des leitenden Substrats 2 und des Trägersubstrats 3 sind wie oben beschrieben. Bei ihrer Herstellung werden die Halbleiterelemente 10, das leitende Substrat 2 und das Trägersubstrat 3 separat hergestellt und nicht miteinander verbunden. Wie in 21 dargestellt, sind das leitende Substrat 2, die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und die Ausgangsanschlüsse 44 miteinander verbunden und können aus demselben Leiterrahmen gebildet werden. Wie in 21 dargestellt, ist in der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 kein vertiefter Abschnitt 201a ausgebildet.
  • Als Nächstes wird, wie in 22 gezeigt, das leitende Substrat 2 über ein erstes leitendes Bondingelement 71 auf dem Trägersubstrat 3 platziert, und die Halbleiterelemente 10 werden über ein zweites leitendes Bondingelement 72 auf dem leitenden Substrat 2 platziert. Dann wird Wärme zugeführt, während die Unterseite des Trägersubstrats 3 und die Oberseiten der Halbleiterelemente 10 festgehalten werden (siehe die dicken Pfeile in 22). Infolgedessen sind die Halbleiterelemente 10 und das leitende Substrat 2 durch Festphasendiffusion miteinander verbunden, und das leitende Substrat 2 und das Trägersubstrat 3 sind durch Festphasendiffusion miteinander verbunden. Genauer gesagt, sind die folgenden Elemente durch Festphasendiffusion miteinander verbunden: eine erste Bondingschicht 321 (Trägersubstrat 3) auf einer ersten Metallschicht 32 und einer zweiten Schicht 713 (erstes leitendes Bondingelement 71); eine erste Schicht 712 (erstes leitendes Bondingelement 71) und eine Rückseitenbondingschicht 23 (leitendes Substrat 2); eine vierte Schicht 723 (zweites leitendes Bondingelement 72) und eine Vorderseitenbondingschicht 22 (leitendes Substrat 2); und eine dritte Schicht 722 (zweites leitendes Bondingelement 72) und Rückseitenelektroden 15 der Halbleiterelemente 10. Was die Bedingungen der Festphasendiffusion anbelangt, so kann die Wärmetemperatur während des Bondings im Bereich von 200°C bis 350°C liegen, und der während des Verbindens ausgeübte Druck (Kraft zum Halten) kann im Bereich von 1 MPa bis 100 MPa liegen. Hierbei wird angenommen, dass das Festphasendiffusionsbonding in der Atmosphäre erfolgt, das Bonding kann aber auch im Vakuum durchgeführt werden. Infolgedessen ist das leitende Substrat 2 über das erste leitende Bondingelement 71 mit dem Trägersubstrat 3 gebondet, und die Halbleiterelemente 10 sind über das zweite leitende Bondingelement 72 mit dem leitenden Substrat 2 gebondet. Es ist zu beachten, dass die Verbindung zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 sowie die Verbindung zwischen dem leitenden Substrat 2 und den Halbleiterelementen 10 getrennt und nicht gemeinsam erfolgen kann. Es ist jedoch bevorzugt, das Bonding gemeinsam vorzunehmen, um die Fertigungseffizienz zu verbessern.
  • Wenn die Halbleiterelemente 10 über das zweite leitende Bondingelement 72 auf dem leitenden Substrat 2 platziert werden, können einzelne zweite leitende Bondingelemente 72, die den jeweiligen Halbleiterelementen 10 entsprechen, wie in den 16 und 17 gezeigt, vorgesehen werden. Alternativ ist es möglich, ein einziges zweites leitendes Bondingelement 72 vorzusehen, das den drei in 16 dargestellten Halbleiterelementen 10 entspricht.
  • Als Nächstes werden, wie in 23 gezeigt, das Bonding der Steuerklemmenträger 5, das Bonding einer Vielzahl von Haltern 451 einer Vielzahl von Steueranschlüssen 45, das Bonding einer Vielzahl von Drähten 731 bis 735, das Bonding einer Vielzahl von ersten leitenden Elementen 61 und das Bonding eines zweiten leitenden Elements 62 durchgeführt. Das Bonding dieser Elemente kann in jeder geeigneten Reihenfolge stattfinden.
  • Anschließend wird ein Versiegelungsharz 8 geformt. Das Versiegelungsharz 8 wird z. B. durch Gießen geformt. Wie in 24 gezeigt, ist eine Form 91 (engl. mold) für ein Formverfahren (Molding-Verfahren) mit Druckstiften 911 als Druckelementen versehen. Die Spitzen der Druckstifte 911 sind in Kontakt mit der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2. An diesem Punkt werden durch die Druckkraft der Druckstifte 911 auf die Vorderseite 201 vertiefte Abschnitte 201a in der Vorderseite 201 gebildet. Der Grad der Vertiefung (Tiefe) der vertieften Abschnitte 201a ändert sich in Abhängigkeit von der Stärke der Druckkraft oder ähnlichem. Die Druckstifte 911, die mit der Vorderseite 201 eines ersten leitenden Abschnitts 2A in Kontakt sind, werden durch Öffnungen 63 des zweiten leitenden Abschnitts 62 eingeführt. Dann wird ein fließfähiges Harzmaterial über einen Harzflusskanal und einen Harzeinlass (beide hier nicht dargestellt) nacheinander in einen Hohlraum 919 der Form 91 injiziert. Das eingespritzte fließfähige Harzmaterial verfestigt sich und bildet das Versiegelungsharz 8. Das so gebildete Versiegelungsharz 8 weist erste Vorsprünge 851, zweite Vorsprünge 852 und Harzhohlräume 86 auf, die alle oben, wie in den 25 und 26 gezeigt, beschrieben sind. Wie in 25 gezeigt, fallen eine Harzhohlraumkante 861 jedes der Harzhohlräume 86, die in Kontakt mit der Vorderseite 201 steht, und eine Vertiefungskante 201b jedes der vertieften Abschnitte 201a, die in Kontakt mit der Vorderseite 201 steht, zusammen. Wie in 26 gezeigt, ist die Oberseite jedes Halters 451 von einem zweiten Vorsprung 852 freigelegt und schließt bündig mit der Oberseite des zweiten Vorsprungs 852 ab. Wie aus den 24 und 25 ersichtlich ist, werden die Harzhohlräume 86 durch die Druckstifte 911 gebildet, da das fließfähige Harzmaterial diese nicht füllt. Bei den Druckstiften 911 kann es sich um bewegliche Stifte handeln. In diesem Fall sind die Druckstifte 911 vorzugsweise in Löchern in der Form 91 vorgesehen und elastisch gelagert. Die Druckelemente müssen nicht zwangsläufig stiftförmig sein, sondern können auch die Form eines Blocks haben.
  • Anschließend wird die Form 91 geöffnet und ein Formkörper entnommen, der den Leiterrahmen einschließlich des leitenden Substrats 2 und das Versiegelungsharz 8 enthält. Dann wird das Versiegelungsharz 8 von dem Harz getrennt, das am Harzflusskanal und am Harzeinlass erstarrt ist. Bei diesem Verfahren werden eine oder mehrere Harztrennmarkierungen entweder an einer ersten oder einer zweiten Position auf einer Harzseitenfläche 831 des Versiegelungsharzes 8 in x1-Richtung gebildet. Wie in 1 dargestellt, kann die erste Position mindestens einer von zwei Positionen entsprechen, die jeweils in der Nähe eines entsprechenden Endes der Harzseitenfläche 831 in y-Richtung liegen, oder mindestens einer der Kanten der entsprechenden Enden. Wenn die Trennmarkierung an einer der Kanten der jeweiligen Enden ausgebildet ist, kann sie an einer entlang der Kante gebildeten Fläche (abgeschrägter Teil in der Draufsicht) ausgebildet werden. Eine solche geneigte Fläche kann ein Teil der Harzseitenfläche 831 des Versiegelungsharzes 8 in der x1-Richtung sein. Die zweite Position befindet sich zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen 44 an der in 1 gezeigten Harzseitenfläche 831. Die Harztrennmarkierung entspricht der Position eines Harzeinlasses der Form 91 und wird durch Trennung des Versiegelungsharzes 8 von dem Harz, das am Harzeinlass erstarrt ist, gebildet. Um ein ungleichmäßiges Fließen des Harzes zu vermeiden, sollte das Harz vorzugsweise von der zentralen Position der Form in y-Richtung injiziert werden. In diesem Fall wird zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen 44 eine Trennmarkierung aus Harz gebildet.
  • Anschließend werden, wie in 27 dargestellt, die Metallstifte 452 der Steueranschlüsse 45 in die jeweiligen Halter 451 gedrückt. Insbesondere werden die Metallstifte 452, deren Querschnitt jeweils etwas größer ist als der Innendurchmesser eines rohrförmigen Abschnitts (siehe 26) jedes der Halter 451, mit Druck eingesetzt. Dadurch sind die Halter 451 und die Metallstifte 452 mechanisch fixiert und elektrisch miteinander verbunden. Die Halter 451 und die Metallstifte 452 können z. B. mit Lot elektrisch verbunden werden. Dann werden die Harzelemente 87 und die Harzfüllabschnitte 88 wie in den 28 und 29 gezeigt geformt. Die Harzelemente 87 und die Harzfüllabschnitte 88 können durch Vergießen hergestellt werden.
  • Dann wird der Leiterrahmen entsprechend zugeschnitten, um die Ausgangsanschlüsse 41 bis 43 und die Ausgangsanschlüsse 44 zu trennen. Für jeden der in 21 gezeigten Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und Ausgangsanschlüsse 44 kann der Bereich in der Nähe des Verbindungsabschnitts (in 21 durch eine gestrichelte Linie angedeuteter Abschnitt) zwischen dem Anschluss und dem äußeren Rahmenabschnitt des Leiterrahmens mit einer Matrize (engl. die) oder dergleichen ausgeschnitten werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 mit Spitzenflächen 413, 423 bzw. 433 versehen, die eingangsseitige Bearbeitungsmarkierungen aufweisen. Jede der Ausgangsanschlüsse 44 ist mit einer Spitzenfläche 443 versehen, die eine ausgangsseitige Bearbeitungsmarkierung aufweist. Wenn der Leiterrahmen Zugstangen (engl. tie bars) aufweist, die in y-Richtung benachbarte Anschlüsse verbinden, können die Zugstangen mit einer Matrize oder ähnlichem geschnitten werden. In diesem Fall werden für die Anschlüsse jeweils auf zwei in y-Richtung weisenden Seitenflächen Bearbeitungsmarkierungen ausgebildet. Das in den 1 bis 20 dargestellte Halbleitermodul A1 wird in den oben beschriebenen Schritten hergestellt.
  • Das Halbleitermodul A1 wird z.B. auf einer Leiterplatte zur Steuerung montiert. Die Metallstifte 452 werden in die Stiftlöcher der Leiterplatte eingesetzt, auf der das Halbleitermodul A1 montiert wird, und sind mit den Anschlüssen in der Nähe der Stiftlöcher verbunden. Die Eingangsanschlüsse 41, 42 und 43 haben die eingangsseitigen Bondingflächen 411, 421 bzw. 431, die in eine Richtung (z2-Richtung) der z-Richtung weisen. Die Ausgangsanschlüsse 44 haben jeweils die ausgangsseitige Bondingfläche 441, die in eine Richtung (z2-Richtung) der z-Richtung weist. Die eingangsseitigen Bondingflächen 411, 421, 431 und die ausgangsseitigen Bondflächen 441 werden z. B. mit Lötzinn mit den Anschlüssen der Leiterplatte verbunden, auf der das Halbleitermodul A1 montiert ist.
  • Im Folgenden wird der Strompfad von dem Eingangsanschluss 41 zu den Ausgangsanschlüssen 44 im Halbleitermodul A1 in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der erste Hauptschaltungsstrom fließt entlang eines Pfads, der den Eingangsanschluss 41, den ersten leitenden Abschnitt 2A, die ersten Halbleiterelemente 10A, die ersten leitenden Elemente 61, den zweiten leitenden Abschnitt 2B und die Ausgangsanschlüsse 44 beinhaltet. Der erste Hauptschaltungsstrom fließt in x-Richtung zwischen den zweiten Gegenelektroden 12 der ersten Halbleiterelemente 10A und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B über die ersten leitenden Elemente 61. Im zweiten leitenden Abschnitt 2B fließt der erste Hauptschaltungsstrom entlang der x-Richtung und einer Richtung, die leicht von der x-Richtung abweicht, zwischen den Abschnitten, mit denen die ersten leitenden Elemente 61 verbunden sind, und den Ausgangsanschlüssen 44.
  • Der Pfad eines Stroms von den Ausgangsanschlüssen 44 zu dem Eingangsanschluss 42 und dem Eingangsanschluss 43 wird im Folgenden beschrieben. Der zweite Hauptschaltungsstrom fließt entlang eines Pfads, der die Ausgangsanschlüsse 44, den zweiten leitenden Abschnitt 2B, die zweiten Halbleiterelemente 10B, das zweite leitende Element 62, den Eingangsanschluss 42 und den Eingangsanschluss 43 beinhaltet. Das zweite leitende Element 62, das den Pfad des zweiten Hauptschaltungsstroms bildet, weist den dritten Verdrahtungsabschnitt 623, der sich in y-Richtung erstreckt, und die ersten und zweiten Verdrahtungsabschnitte 621, 622, die mit den jeweiligen Enden des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 zusammengeführt sind, so dass sie sich in x2-Richtung erstrecken, auf. Somit fließt der zweite Hauptschaltungsstrom durch den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 sowie den ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622. Ferner weist der Pfad des zweiten Hauptschaltungsstroms die beiden zweiten Bandabschnitte 626, die zwischen dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 so angeordnet sind, dass sie sich in der x-Richtung erstrecken, sowie auch den ersten Bandabschnitt 625, der zwischen dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 so angeordnet ist, dass er sich in der y-Richtung erstreckt, auf. Somit fließt der zweite Hauptschaltungsstrom durch den ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622.
  • Der zweite Hauptschaltungsstrom fließt zwischen den Eingangsanschlüssen 42, 43 und den zweiten Vorderseitenelektroden 12 der zweiten Halbleiterelemente 10B entlang eines Pfads, der den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623, die beiden zweiten Bandabschnitte 626 und den ersten Bandabschnitt 625 in dem zweiten leitenden Element 62 beinhaltet. In dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621, dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 und den beiden zweiten Bandabschnitten 626 fließt der zweite Hauptschaltungsstrom in x-Richtung. Die Richtung, in der der erste Hauptschaltungsstrom fließt, ist der Richtung, in der der zweite Hauptschaltungsstrom fließt, entgegengesetzt.
  • Die Richtung, in der der erste Hauptschaltungsstrom in den ersten leitenden Elementen 61 fließt, ist die x-Richtung, und die Richtung, in der der zweite Hauptschaltungsstrom in dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621, dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 und den beiden zweiten Bandabschnitten 626 in dem zweiten leitenden Element 62 fließt, ist ebenfalls die x-Richtung.
  • Im Folgenden werden die Vorteile des Halbleitermoduls A1 beschrieben.
  • Das Halbleitermodul A1 weist das leitende Substrat 2, die Eingangsanschlüsse 41 bis 43, die Ausgangsanschlüsse 44 und die leitenden Elemente 6, auf. Das leitende Substrat 2 weist den ersten leitenden Abschnitt 2A, an den die ersten Halbleiterelemente 10A gebondet sind, und den zweiten leitenden Abschnitt 2B, an den die zweiten Halbleiterelemente 10B gebondet sind, auf. Der Eingangsanschluss 41 ist mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A zusammengeführt und über den ersten leitenden Abschnitt 2A elektrisch mit den ersten Halbleiterelementen 10A verbunden. Der Eingangsanschluss 42 und der Eingangsanschluss 43 sind über das zweite leitende Element 62 (leitendes Element 6) elektrisch mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 44 sind mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B zusammengeführt und über den zweiten leitenden Abschnitt 2B elektrisch mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Die leitenden Elemente 6 weisen die ersten leitenden Elemente 61, die die ersten Halbleiterelemente 10A und den zweiten leitenden Abschnitt 2B elektrisch verbinden, und das zweite leitende Element 62, das die zweiten Halbleiterelemente 10B und die Eingangsanschlüsse 42 und 43 elektrisch verbindet, auf. Die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 sind in x2-Richtung relativ zum leitenden Substrat 2 versetzt, und die Ausgangsanschlüsse 44 sind in xl-Richtung relativ zum leitenden Substrat 2 versetzt. Die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Angenommen, ein Halbleitermodul hat eine andere Konfiguration als das Halbleitermodul A1, so dass kein Eingangsanschluss 43 vorhanden ist und die Eingangsanschlüsse 41 und 42 in y-Richtung nebeneinander angeordnet sind. In diesem Fall können Schwankungen in dem Strompfad auftreten, der von dem Eingangsanschluss 41 zu den Ausgangsanschlüssen 44 über die ersten Halbleiterelemente 10A verläuft, sowie in dem Strompfad, der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu dem Eingangsanschluss 42 über die zweiten Halbleiterelemente 10B verläuft. Daher enthält das Halbleitermodul A1 die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43, die den Eingangsanschluss 41flankieren. Dies ermöglicht es, Schwankungen in dem Strompfad zu reduzieren, der von dem Eingangsanschluss 41 zu den Ausgangsanschlüssen 44 über die ersten Halbleiterelemente 10A verläuft, sowie in dem Strompfad, der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu den Eingangsanschlüssen 42 und 43 über die zweiten Halbleiterelemente 10B verläuft. Dadurch können die parasitären Induktivitätsanteile des Halbleitermoduls A1 reduziert werden. Mit anderen Worten: Das Halbleitermodul A1 hat eine Gehäusekonfiguration, die vorzugsweise zur Verringerung parasitärer Induktivitätskomponenten beiträgt.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 überschneiden sich in der Draufsicht ein Oberarmstrompfad und ein Unterarmstrompfad. Der Oberarmstrompfad ist der Strompfad, der von dem Eingangsanschluss 41 zu den Ausgangsanschlüssen 44 über den ersten leitenden Abschnitt 2A, die ersten Halbleiterelemente 10A, die ersten leitenden Elemente 61 und den zweiten leitenden Abschnitt 2B verläuft. In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Oberarmstrompfad, wie aus 5 ersichtlich, von der Seite der x2-Richtung zur Seite der xl-Richtung. Der Unterarmstrompfad ist der Strompfad, der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu dem Eingangsanschluss 42 über die zweiten Halbleiterelemente 10B und das zweite leitende Element 62 verläuft. In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Unterarmstrompfad, wie in 5 zu sehen, von der Seite der xl-Richtung zur Seite der x2-Richtung. Bei dieser Konfiguration heben sich das durch den Strom im Oberarmstrompfad erzeugte Magnetfeld und das durch den Strom im Unterarmstrompfad erzeugte Magnetfeld gegenseitig auf, was eine Reduzierung der parasitären Induktivitätskomponenten ermöglicht. Insbesondere ist jedes der leitenden Elemente 6 (jedes der ersten leitenden Elemente 61 und des zweiten leitenden Elements 62) im Halbleitermodul A1 aus einem metallplattenähnlichen Element hergestellt, so dass ein Bereich, in dem sich der Strompfad des oberen Arms und der Strompfad des unteren Arms in der Draufsicht überschneiden, in geeigneter Weise bereitgestellt werden kann. Mit anderen Worten: Das Halbleitermodul A1 hat eine Gehäusekonfiguration, die vorzugsweise zur Verringerung parasitärer Induktivitätskomponenten beiträgt.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 weist das zweite leitende Element 62, das den Unterarmstrompfad bildet, den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 auf. Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 und der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 erstrecken sich in x-Richtung und sind mit dem Eingangsanschluss 42 bzw. dem Eingangsanschluss 43 verbunden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt, erstreckt sich in y-Richtung und ist mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt und überlappt in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Das zweite leitende Element 62, das den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 beinhaltet, ist in z-Richtung von der Vorderseite 201 (leitendes Substrat 2) beabstandet und überlappt in Draufsicht einen großen Bereich der Vorderseite 201. Diese Konfiguration kann Schwankungen in dem Strompfad der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu den Eingangsanschlüssen 42 und 43 über die zweiten Halbleiterelemente 10B verläuft, angemessen reduzieren und eignet sich daher zur Verringerung parasitärer Induktivitätskomponenten.
  • Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B überlappen sich in x-Richtung gesehen. Diese Konfiguration vermeidet eine Vergrößerung der Abmessung in y-Richtung des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A und zweiter leitender Abschnitt 2B), auf dem die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B angeordnet sind, und erlaubt somit, die Größe des Halbleitermoduls A1 zu verringern.
  • Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 des zweiten leitenden Elements 62 beinhaltet den ersten Bandabschnitt 625 und die zweiten Bandabschnitte 626. Der erste Bandabschnitt 625 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt, erstreckt sich in y-Richtung und überlappt in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Die zweiten Bandabschnitte 626 sind jeweils mit dem ersten Bandabschnitt 625 und dem dritten Verdrahtungsabschnitt 623 verbunden und haben eine Bandform, die sich in der Draufsicht in x-Richtung erstreckt. Die zweiten Bandabschnitte 626 sind in y-Richtung voneinander beabstandet und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. In der Draufsicht ist ein erstes Ende jedes Bandabschnitts 626 mit einem Teil des ersten Bandabschnitts 625 verbunden, der sich zwischen zwei in y-Richtung benachbarten ersten Halbleiterelementen 10A befindet, und das andere Ende jedes Bandabschnitts 626 ist mit einem Teil des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 verbunden, der sich zwischen zwei in y-Richtung benachbarten zweiten Halbleiterelementen 10B befindet. Bei dieser Konfiguration kann die Größe des vierten Verdrahtungsabschnitts 624 (zweites leitendes Element 62) in der Draufsicht vergrößert werden. Dies ist besser geeignet, um parasitäre Induktivitätskomponenten zu reduzieren.
  • Der erste Bandabschnitt 625 weist die vorstehenden Bereiche 625a auf, die in der z2-Richtung relativ zu den anderen Bereichen vorstehen. Die vorstehenden Bereiche 625a überschneiden sich in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Die Konfiguration, in der der erste Bandabschnitt 625 die vorstehenden Bereiche 625a aufweist, vermeidet, dass der erste Bandabschnitt 625 einen unzulässigen Kontakt mit den ersten leitenden Elementen 61, die mit den ersten Halbleiterelementen 10A verbunden sind, herstellt.
  • Beim dritten Verdrahtungsabschnitt 623 sind die vertieften Bereiche 623a in z1-Richtung relativ zu den anderen Bereichen vertieft. Die vertieften Bereiche 623a sind mit den jeweiligen zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Bei dieser Konfiguration kann die Größe des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 (zweites leitendes Element 62) in der Draufsicht erhöht werden und gleichzeitig können der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 (zweites leitendes Element 62) und die zweiten Halbleiterelemente 10B in geeigneter Weise elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Das Halbleitermodul A1 weist die leitenden Elemente 6 (erste leitende Elemente 61 und das zweite leitende Element 62) mit der oben beschriebenen Konfiguration auf und ferner die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D zur Steuerung der ersten Halbleiterelemente 10A und der zweiten Halbleiterelemente 10B. Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D befinden sich auf der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 und erstrecken sich entlang der z-Richtung. Das Halbleitermodul A1 mit dieser Konfiguration kann in der Draufsicht kleiner sein und eignet sich daher zur Verringerung der Größe in der Draufsicht bei gleichzeitiger Reduzierung parasitärer Induktivitätskomponenten.
  • Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E werden von dem ersten leitenden Abschnitt 2A getragen und sind in x2-Richtung relativ zu den ersten Halbleiterelementen 10A versetzt. Die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D werden von dem zweiten leitenden Abschnitt 2B getragen und sind in xl-Richtung relativ zu den zweiten Halbleiterelementen 10B versetzt. Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E sind in y-Richtung in Abständen angeordnet, und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D sind ebenfalls in y-Richtung in Abständen angeordnet. So sind die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D in einem Bereich angeordnet, der den ersten Halbleiterelementen 10A entspricht, die den oberen Armkreis bilden, bzw. in einem Bereich, der den zweiten Halbleiterelementen 10B entspricht, die den unteren Armkreis bilden. Das Halbleitermodul A1 gemäß dieser Konfiguration eignet sich noch besser für eine Verkleinerung bei gleichzeitiger Verringerung der parasitären Induktivitätskomponenten.
  • Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B haben jeweils eine erste, in z2-Richtung weisende Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode). Der erste Steueranschluss 46A ist über die ersten Drähte 731a mit den ersten Vorderseitenelektroden 11 (Gate-Elektroden) der ersten Halbleiterelemente 10A verbunden. Der zweite Steueranschluss 47A ist über die zweiten Drähte 731b mit den ersten Vorderseitenelektroden 11 (Gate-Elektroden) der zweiten Halbleiterelemente 10B verbunden. Dadurch ist es möglich, über den erste Steueranschluss 46A (zweiten Steueranschluss 47A) und die ersten Drähte 731a (zweiten Drähte 731b) ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der ersten Halbleiterelemente 10A (zweiten Halbleiterelemente 10B), die eine Schaltfunktion haben, in geeigneter Weise der ersten Vorderseitenelektroden 11 zuzuführen.
  • Wenn das Halbleitermodul A1 auf einer Leiterplatte montiert ist, werden die Metallstifte 452 in die Stiftlöcher der Leiterplatte, auf der das Halbleitermodul A1 montiert ist, eingesetzt und mit Anschlüssen in der Nähe der Stiftlöcher verbunden. Die Eingangsanschlüsse 41, 42 und 43 haben die eingangsseitigen Bondingflächen 411, 421 bzw. 431, die in eine Richtung (z2-Richtung) der z-Richtung weisen. Die ausgangsseitigen Bondingflächen 441 der Ausgangsanschlüsse 44 sind zur ersten Seite (z2-Richtung) der z-Richtung ausgerichtet. Die eingangsseitigen Bondingflächen 411, 421, 431 und die ausgangsseitigen Bondflächen 441 werden z. B. mit Lötzinn mit den Anschlüssen der Leiterplatte verbunden, auf der das Halbleitermodul A1 montiert ist. Bei dieser Konfiguration können die Leiterplatte des Leistungssystems, an die die Eingangsanschlüsse 41 bis 43 und die Ausgangsanschlüsse 44 angeschlossen sind, und die Leiterplatte des Steuersystems, an die die Metallstifte 452 angeschlossen sind, in z-Richtung getrennt angeordnet werden. Dadurch werden die folgenden Verbesserungen erzielt. Zum einen wird der Freiheitsgrad bei der Anordnung eines Signalanschlusses bei dem Halbleitermodul A1 verbessert. Zweitens wird der Freiheitsgrad hinsichtlich der Verlegung und Länge eines Signaldrahtes bei dem Halbleitermodul A1 verbessert. Drittens verbessert sich der Freiheitsgrad bei der Anordnung einer Leiterplatte durch einen Benutzer, wenn das Halbleitermodul A1 verwendet wird.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 ragen die Steueranschlüsse 45 aus der Harzvorderseite 81 heraus und erstrecken sich in z-Richtung. In einer vom Halbleitermodul A1 abweichenden Konfiguration können die Steueranschlüsse 45 so angeordnet sein, dass sie sich entlang einer Ebene (x-y-Ebene) erstrecken, die senkrecht zur z-Richtung verläuft. Bei dieser Konfiguration gibt es eine Grenze hinsichtlich der Größenreduktion in der Draufsicht. Dementsprechend können die Steueranschlüsse 45 wie beim Halbleitermodul A1 so angeordnet werden, dass sie sich entlang der z-Richtung erstrecken, so dass die Größe des Halbleitermoduls A1 in der Draufsicht reduziert werden kann. Mit anderen Worten, das Halbleitermodul A1 hat eine Gehäusekonfiguration, die für die Verkleinerung in der Draufsicht vorteilhaft ist.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 der vorliegenden Ausführungsform sind die Steueranschlussträger 5 zwischen den Steueranschlüssen 45 und der Vorderseite 201 (leitendes Substrat 2) vorgesehen. Jeder der Steueranschlussträger 5 weist die Isolierschicht 51 auf, und die Steueranschlüsse 45 werden über die Steueranschlussträger 5 von dem leitenden Substrat 2 getragen. Die Konfiguration mit den Steueranschlussträger 5 kann die Steueranschlüsse 45 auf dem leitenden Substrat 2 in geeigneter Weise abstützen und gleichzeitig die Isolierung vom leitenden Substrat 2 aufrechterhalten.
  • Jeder der Steuerklemmenträger 5 weist eine Schichtstruktur auf, bei der die Isolierschicht 51, die erste Metallschicht 52 und die zweite Metallschicht 53 übereinandergestapelt sind. Die Steueranschlüsse 45 sind über das leitende Bondingelement 459 mit den ersten Metallschichten 52 verbunden, von denen jede als Oberseite des entsprechenden Steuerklemmenträgers 5 ausgebildet ist. Je nach Konfiguration können die Steueranschlüsse 45 mit den Steueranschlussträgern 5 (erste Metallschichten 52) elektrisch gebondet werden, wobei die vorhandenen Layup-Strukturen (z. B. DBC-Substrate) als Steueranschlussträger 5 verwendet werden.
  • Jedes der Halbleiterelemente 10 hat eine Elementvorderseite 101, die in die z2-Richtung weist, und eine Elementrückseite 102, die in die z1-Richtung weist. Eine erste Vorderseitenelektrode 11 (Gate-Elektrode) ist auf der Elementvorderseite 101 vorgesehen. Die erste Vorderseitenelektrode 11 jedes der Halbleiterelemente 10 und die erste Metallschicht 52 (erster Abschnitt 521) sind durch einen elektrisch leitenden Draht 731 verbunden. Dadurch ist es möglich, über die Steueranschlüsse 45, die erste Metallschicht 52 und die Drähte 731 ein Ansteuersignal für die Ansteuerung der Halbleiterelemente 10 mit Schaltfunktion an den ersten Vorderseitenelektroden 11 entsprechend einzugeben.
  • Die Steueranschlüsse 45 weisen jeweils einen Halter 451 und einen Metallstift 452 auf. Der Halter 451 ist aus einem leitenden Material und hat einen rohrförmigen Teil. Der Metallstift 452 ist ein stabförmiges Element, das sich in z-Richtung erstreckt und in den Halter 451 gedrückt wird. Ein Teil (Oberseite des Flanschabschnitts am oberen Ende) des Halters 451 ist von dem Versiegelungsharz 8 freigelegt. Bei dieser Konfiguration wird das Versiegelungsharz 8 so geformt (durch Gießen), dass der Halter 451 bis auf einen Teil (obere Endfläche) des Halters 451 mit dem Versiegelungsharz 8 bedeckt ist und die obere Endfläche des Halters 451 von dem Versiegelungsharz 8 freigelegt ist. Dadurch kann der Metallstift 452 in den Halter 451 eingesetzt werden, nachdem das Versiegelungsharz 8 geformt wurde. Dementsprechend ist es mit der Konfiguration, in der die Steueranschlüsse 45 die Halter 451 und die Metallstifte 452 aufweisen, möglich, die eine komplexe Form der Form 91 für einen Formgebungsprozess zu vermeiden. Aus diesem Grund eignet sich diese Konfiguration für eine effiziente Herstellung des Halbleitermoduls A1.
  • Das Halbleitermodul A1 der vorliegenden Ausführungsform enthält die Harzelemente 87, die mit dem Versiegelungsharz 8 verbunden sind. Die Harzelemente 87 bedecken Teile (Oberseiten der Flanschabschnitte am oberen Ende) der Halter 451, die durch das Versiegelungsharz 8 freigelegt werden, sowie Teile der Metallstifte 452. Dadurch wird verhindert, dass Fremdkörper in die Verbindungsabschnitte zwischen den Haltern 451 und den Metallstiften 452 gelangen. Das Halbleitermodul A1 mit der oben beschriebenen Konfiguration ist im Hinblick auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bevorzugt.
  • Das Versiegelungsharz 8 hat zweite Vorsprünge 852, die aus der Harzvorderseite 81 herausragen. Die zweiten Vorsprünge 852 umgeben die jeweiligen Steueranschlüsse 45 in der Draufsicht. Die Metallstifte 452 der Steueranschlüsse 45 ragen aus den zweiten Vorsprüngen 852 heraus. Die Harzelemente 87 sind an den zweiten Vorsprüngen 852 angebracht. Bei dieser Konfiguration kann die Kriechstrecke zwischen benachbarten Steueranschlüssen 45 entlang der Harzvorderseite 81 vergrößert werden. Dies ist vorteilhaft, um die Spannungsfestigkeit (Stehspannung) der benachbarten Steueranschlüsse 45 zu erhöhen.
  • Das leitende Substrat 2 weist den ersten leitenden Abschnitt 2A und den zweiten leitenden Abschnitt 2B auf, die in x-Richtung voneinander beabstandet sind. Der erste leitende Abschnitt 2A ist in der x2-Richtung relativ zum zweiten leitenden Abschnitt 2B versetzt. Die Halbleiterelemente 10 weisen die ersten Halbleiterelemente 10A, die mit dem ersten leitenden Abschnitt 2A verbunden sind, und die zweiten Halbleiterelemente 10B, die mit dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden sind, auf. Zu den Steueranschlüssen 45 gehören die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D. Die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E werden von dem ersten leitenden Abschnitt 2A getragen und sind zwischen den ersten Halbleiterelementen 10A und den Eingangsanschlüssen 41, 42 usw. in x-Richtung angeordnet. Die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D sind zwischen den zweiten Halbleiterelementen 10B und den Ausgangsanschlüssen 44 in x-Richtung angeordnet. Bei dieser Konfiguration sind die Steueranschlüsse 45 (die ersten Steueranschlüsse 46A bis 46E und die zweiten Steueranschlüsse 47A bis 47D) zweckmäßigerweise in einem Bereich angeordnet, der den ersten Halbleiterelementen 10A entspricht, die den oberen Armkreis bilden, und in einem Bereich, der den zweiten Halbleiterelementen 10B entspricht, die den unteren Armkreis bilden. Diese Konfiguration ist vorteilhaft für die Verkleinerung des Halbleitermoduls A1.
  • Das Versiegelungsharz 8 hat erste Vorsprünge 851, die aus der Harzvorderseite 81 herausragen. Das Spitzenende jedes der ersten Vorsprünge 851 ist mit einer ersten vorstehenden Endfläche 851a versehen. Die ersten vorstehenden Endflächen 851a der ersten Vorsprünge 851 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Harzvorderseite 81 und liegen in derselben Ebene (x-y-Ebene) wie die Harzvorderseite 81. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, in einem Gerät, das eine durch das Halbleitermodul A1 erzeugte Leistungsversorgung verwendet, einen vorbestimmten Spalt zwischen der Oberfläche einer Steuerplatine, auf der das Halbleitermodul A1 montiert ist, und der Harzvorderseite 81 vorzusehen. Auf diese Weise kommen die funktionellen Komponenten auch dann nicht in unzulässigen Kontakt mit dem Versiegelungsharz 8, wenn sie auf einer dem Halbleitermodul A1 zugewandten Oberfläche der Steuerplatine montiert sind.
  • Das Halbleitermodul A1 weist das leitende Substrat 2, auf das die Halbleiterelemente 10 gebondet sind, auf. Bei dieser Konfiguration wird die durch die Erregung der Halbleiterelemente 10 erzeugte Wärme von den Halbleiterelementen 10 auf das leitende Substrat 2 übertragen und an das leitende Substrat 2 diffundiert. Das Halbleitermodul A1 hat somit eine Gehäusekonfiguration, die vorzugsweise zur Verbesserung der Wärmeableitung der Halbleiterelemente 10 dient.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 sind das leitende Substrat 2 und das Trägersubstrat 3 über das erste leitende Bondingelement 71 miteinander verbunden. Das erste leitende Bondingelement 71 weist die erste Schicht 712 und die zweite Schicht 713 auf. Die erste Schicht 712 ist durch die Festphasendiffusion von Metall mit dem leitenden Substrat 2 gebondet und steht an der Bondingschnittstelle in direktem Kontakt mit dem leitenden Substrat 2. Die zweite Schicht 713 ist durch die Festphasendiffusion von Metall mit dem Trägersubstrat 3 gebondet und steht an der Bondingschnittstelle in direktem Kontakt mit dem Trägersubstrat 3. Diese Konfiguration kann die Bondingstärke (Verbindungsfestigkeit) zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 im Vergleich zu dem Fall erhöhen, in dem das leitende Substrat 2 und das Trägersubstrat 3 durch ein Bondingmaterial wie Lot gebondet sind. Dementsprechend weist das Halbleitermodul A1 eine Gehäusekonfiguration auf, die vorzugsweise ein Ablösen zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 verhindert.
  • In dem Halbleitermodul A1 sind die Halbleiterelemente 10 und das leitende Substrat 2 über das zweite leitende Bondingelement 72 miteinander verbunden. Das zweite leitende Bondingelement 72 weist die dritte Schicht 722 und die vierte Schicht 723 auf. Die dritte Schicht 722 ist durch Festphasendiffusion von Metall mit den Halbleiterelementen 10 (Rückseitenelektroden 15) gebondet und steht an der Bondingschnittstelle in direktem Kontakt mit den Halbleiterelementen 10. Die vierte Schicht 723 ist durch die Festphasendiffusion von Metall mit dem leitenden Substrat 2 gebondet und steht an der Bondingschnittstelle in direktem Kontakt mit dem leitenden Substrat 2. Diese Konfiguration kann die Bondingstärke (Verbindungsfestigkeit) zwischen den Halbleiterelementen 10 und dem leitenden Substrat 2 im Vergleich zu dem Fall erhöhen, in dem die Halbleiterelemente 10 und das leitende Substrat 2 durch ein Verbindungsmaterial wie Lot verbunden sind. Dementsprechend weist das Halbleitermodul A1 eine Gehäusekonfiguration auf, die vorzugsweise ein Ablösen zwischen den Halbleiterelementen 10 und dem leitenden Substrat 2 verhindert.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 der vorliegenden Ausführungsform ist der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der ersten Basisschicht 711 in dem ersten leitenden Bondingelement 71 kleiner als der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) des Materials der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713. Wenn das erste leitende Bondingelement 71 durch Festphasendiffusion mit dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 gebondet wird, wird eine mechanische Spannung durch die relativ weiche erste Basisschicht 711 gemildert und der Bondinggrenzabschnitt (Verbindungsübergangsabschnitt) wird dadurch geglättet. Dadurch werden die erste Schicht 712 und das leitende Substrat 2 sowie die zweite Schicht 713 und das Trägersubstrat 3 durch Festphasendiffusion fester miteinander gebondet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Basisschicht 711 dicker als die erste Schicht 712 und die zweite Schicht 713. Dementsprechend wird beim Verbinden durch Festphasendiffusion die Druckkraft, die auf den Grenzbereich zwischen der ersten Schicht 712 und dem leitenden Substrat 2 (Rückseitenbondingschicht 23) und auf den Grenzabschnitt zwischen der zweiten Schicht 713 und dem Trägersubstrat 3 (erste Verbindungsschicht 321) wirkt, gleichmäßiger gestaltet. Infolgedessen können die erste Schicht 712 und das leitende Substrat 2 sowie die zweite Schicht 713 und das Trägersubstrat 3 in einen stärker leitenden Bondingzustand versetzt werden.
  • Das Material der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713 enthält jeweils Silber. Durch diese Zusammensetzung wird beim Bonding durch Festphasendiffusion mit dem ersten leitenden Bondingelement 71 eine Oxidation der ersten Schicht 712 und der zweiten Schicht 713 unterdrückt, wodurch ein ausgezeichnetes Festphasendiffusionsbonding ermöglicht wird. Die Rückseitenbondingschicht 23 und die erste Bondingschicht 321, die mit der ersten Schicht 712 bzw. der zweiten Schicht 713 gebondet sind, enthalten ebenfalls Silber und ermöglichen so ein besseres Festphasendiffusionsbonding.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) der zweiten Basisschicht 721 in dem zweiten leitenden Verbindungselement 72 kleiner als der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) des Materials der dritten Schicht 722 und der vierten Schicht 723. Wenn das zweite leitende Verbindungselement 72 durch Festphasendiffusion mit den Halbleiterelementen 10 (Rückseitenelektroden 15) und dem leitenden Substrat 2 verbunden wird, wird die Spannung durch die relativ weiche zweite Basisschicht 721 gemildert und der Verbindungsgrenzbereich dadurch geglättet. Dadurch werden die dritte Schicht 722 und die Halbleiterelemente 10 (Rückseitenelektroden 15) sowie die vierte Schicht 723 und das leitende Substrat 2 durch Festphasendiffusion fester miteinander gebondet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Basisschicht 721 dicker als die dritte Schicht 722 und die vierte Schicht 723. Dementsprechend wird beim Bonding durch Festphasendiffusion die Druckkraft, die auf den Grenzabschnitt zwischen der dritten Schicht 722 und den Halbleiterelementen 10 (Rückseitenelektrode 15) und auf den Grenzbereich zwischen der vierten Schicht 723 und dem leitenden Substrat 2 (Vorderseitenbondingschichten 22) wirkt, gleichmäßiger gestaltet. Dadurch können die dritte Schicht 722 und die Halbleiterelemente 10 (Rückseitenelektroden 15) sowie die vierte Schicht 723 und das leitende Substrat 2 in einen stärker leitenden Bondingzustand versetzt werden.
  • Das Material der dritten Schicht 722 und der vierten Schicht 723 enthält jeweils Silber. Durch diese Zusammensetzung wird beim Bonding durch Festphasendiffusion mit dem zweiten leitenden Bondingelement 72 eine Oxidation der dritten Schicht 722 und der vierten Schicht 723 unterdrückt, wodurch ein ausgezeichnetes Festphasendiffusionsbonding ermöglicht wird. Die Rückseitenelektrode 15 und die Vorderseitenbondingschichten 22, die mit der dritten Schicht 722 bzw. der vierten Schicht 723 gebondet sind, enthalten Silber und ermöglichen so ein besseres Festphasendiffusionsbonding.
  • Das erste leitende Bondingelement 71 hat eine Konfiguration, bei der die erste Schicht 712 und die zweite Schicht 713, die Ag-Beschichtungsschichten sind, auf den Oberflächen (beiden Oberflächen) der ersten Basisschicht 711 gebildet werden, die aus einem Al-haltigen Schichtmaterial gebildet ist. In ähnlicher Weise weist das zweite leitende Bondingelement 72 eine Konfiguration auf, bei der die dritte Schicht 722 und die vierte Schicht 723, bei denen es sich um Ag-Beschichtungsschichten handelt, auf den Oberflächen (beiden Oberflächen) der zweiten Basisschicht 721 ausgebildet sind, die aus einem Al-haltigen Schichtmaterial gebildet ist. Mit dieser Konfiguration können das erste leitende Bondingelement 71 und das zweite leitende Bondingelement 72 leicht vorbereitet werden.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 ist das zweite leitende Element 62 mit den Öffnungen 63 ausgebildet. Die Öffnungen 63 überschneiden sich in der Draufsicht mit der Vorderseite 201 (leitendes Substrat 2) und überschneiden sich in der Draufsicht nicht mit den Halbleiterelementen 10. Durch diese Konfiguration können während eines Formgebungsschritts (Schritt zur Bildung des Versiegelungsharzes 8) im Prozess zur Herstellung des Halbleitermoduls A1 die Druckstifte 911 der Form 91 in die Öffnungen 63 eingeführt werden. Dies ermöglicht es den Druckstiften 911, das leitende Substrat 2 zu drücken, ohne das zweite leitende Element 62 zu beeinträchtigen, wodurch eine Verformung des Trägersubstrats 3, auf das das leitende Substrat 2 gebondet ist, unterdrückt wird. Die Verformung erfolgt beispielsweise so, dass die Außenseiten des Trägersubstrats 3 in y-Richtung weiter oben positioniert sind als dessen Mitte in y-Richtung. Wenn sich das Trägersubstrat 3 verzieht, kann die Bondingstärke (Verbindungsfestigkeit) zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 herabgesetzt werden. Darüber hinaus kann sich während des Formprozesses ein Teil des Versiegelungsharzes 8 auf der Bodenfläche 302 aufgrund von Harzaustritt bilden, was zu einem Versagen des Bondings eines wärmeableitenden Elements (z. B. eines Kühlkörpers) führt, das mit der Bodenfläche 302 gebondet werden kann. Dementsprechend weist das Halbleitermodul A1 eine Gehäusekonfiguration auf, die vorzugsweise die Bondingstärke (Verbindungsfestigkeit) zwischen dem leitenden Substrat 2 und dem Trägersubstrat 3 verbessert, indem sie die Verformung des Trägersubstrats 3 unterdrückt, und die auch vorzugsweise das Austreten des Versiegelungsharzes 8 an einer unbeabsichtigten Stelle verhindert.
  • Das leitende Substrat 2 weist den ersten leitenden Abschnitt 2A, an den die ersten Halbleiterelemente 10A gebondet sind, und den zweiten leitenden Abschnitt 2B, an den die zweiten Halbleiterelemente 10B gebondet sind, auf. Der erste leitende Abschnitt 2A und der zweite leitende Abschnitt 2B sind in x-Richtung voneinander beabstandet, und der erste leitende Abschnitt 2A ist in x2-Richtung relativ zum zweiten leitenden Abschnitt 2B versetzt. Das zweite leitende Element 62 ist mit den zweiten Halbleiterelementen 10B und den Eingangsanschlüssen 42 und 43 verbunden, und die Öffnungen 63 im zweiten leitenden Element 62 überschneiden sich in der Draufsicht mit der Vorderseite 201 des ersten leitenden Teils 2A. Bei dieser Konfiguration können die Druckstifte 911 der Form 91 das leitende Substrat 2 pressen, ohne von dem zweiten leitenden Element 62 während der Bildung (während des Formprozesses) des Versiegelungsharzes 8 behindert zu werden, selbst wenn das zweite leitende Element 62 in der Draufsicht groß ist. Die parasitären Widerstandskomponenten des zweiten leitenden Elements 62 (leitendes Element 6), das den Pfad des Hauptschaltungsstroms bildet, können vorzugsweise durch Vergrößerung des zweiten leitenden Elements 62 in der Draufsicht unterdrückt werden.
  • Das zweite leitende Element 62 weist den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 auf. Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 und der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 erstrecken sich in x-Richtung und sind mit dem Eingangsanschluss 42 bzw. dem Eingangsanschluss 43 verbunden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt, erstreckt sich in y-Richtung und ist mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Die Öffnungen 63 sind in den Bereichen des ersten Verdrahtungsabschnitts 621 und des zweiten Verdrahtungsabschnitts 622 ausgebildet, die in x2-Richtung versetzt sind. So sind die Öffnungen 63 in der Nähe von zwei Ecken des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A) an den jeweiligen Außenseiten des leitenden Substrats 2 in y-Richtung vorgesehen. Dementsprechend sind die Öffnungen 63 in der Nähe von zwei Ecken des Trägersubstrats 3, das das leitende Substrat 2 (erster leitender Abschnitt 2A) trägt, an den jeweiligen Außenseiten des Trägersubstrats 3 in y-Richtung vorgesehen. Durch die oben beschriebene Konfiguration kann das zweite leitende Element 62 in der Draufsicht relativ groß sein und bei der Bildung des Versiegelungsharzes 8 (Formgebungsverfahren) können Bereiche nahe der beiden Ecken des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A) an den jeweiligen Außenseiten des leitenden Substrats 2 in y-Richtung mit den in die Öffnungen 63 eingesetzten Druckstiften 911 der Form 91 verpresst werden. Wie oben beschrieben, tritt die Verformung des Trägersubstrats 3, an das das leitende Substrat 2 gebondet ist, so auf, dass die Außenseiten des Trägersubstrats 3 in y-Richtung weiter oben positioniert sind als dessen Mitte in y-Richtung. Die oben beschriebene Konfiguration kann jedoch die Verformung des Trägersubstrats 3 während des Formprozesses wirksam unterdrücken.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das leitende Element 6 (das erste leitende Element 61 und das zweite leitende Element 62) ein metallplattenartiges Element. Dies erleichtert die Bildung der Öffnungen 63 in dem zweiten leitenden Element 62. Darüber hinaus kann das leitende Element 6 (erste leitende Element 61 und zweite leitende Element 62), das ein metallplattenartiges Element ist, leicht an verschiedene Formen und Größen angepasst werden und die Zuverlässigkeit eines Bondingabschnitts mit einer anderen Komponente erhöhen, indem ein ausreichender Bondingbereich (Bondingfläche) mit der anderen Komponente sichergestellt wird.
  • Teile der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A) überschneiden sich in der Draufsicht mit den Öffnungen 63 und sind mit den vertieften Abschnitten 201a versehen. Die vertieften Abschnitte 201a sind Markierungen, die von den Druckstiften 911 hinterlassen werden, die während des Formprozesses eine Druckkraft auf die Vorderseite 201 ausüben. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, das zweite leitende Element 62 und die darin ausgebildeten Öffnungen 63 so anzuordnen, dass während des Formprozesses entsprechende Teile des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A) mit den Druckstiften 911 verpresst werden können, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung von Funktionselementen wie den Halbleiterelementen 10 kommt.
  • Das Versiegelungsharz 8 ist so geformt, dass die Harzhohlräume 86 von der Harzvorderseite 81 zu den vertieften Abschnitten 201a verlaufen. Jeder der Harzhohlräume 86 ist so verjüngt, dass seine Querschnittsfläche von der Harzvorderseite 81 bis zum vertieften Abschnitt 201a hin abnimmt. Die Harzhohlräume 86 entstehen während des Formprozesses (wenn das Versiegelungsharz 8 geformt wird). Nach dem Gießen werden die Oberflächen der vertieften Abschnitte 201a in der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 von dem Versiegelungsharz 8 freigelegt. In der vorliegenden Ausführungsform füllen die Harzfüllabschnitt 88 die Harzhohlräume 86, um die Harzhohlräume 86 zu schließen. Mit dieser Konfiguration kann verhindert werden, dass Fremdkörper (wie z. B. Feuchtigkeit) in die vom Versiegelungsharz 8 freigelegten vertieften Abschnitte 201a eindringen. Das Halbleitermodul A1 mit der oben beschriebenen Konfiguration ist im Hinblick auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bevorzugt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Öffnungen 63 in dem zweiten leitenden Element 62 (leitendes Element 6) Durchgangslöcher, die in z-Richtung durchdringen. Diese Konfiguration kann eine Ablenkung des Strompfades verhindern, die durch die Bildung der Öffnungen 63 in dem zweiten leitenden Element 62 (leitendes Element 6), das den Pfad eines Hauptschaltungsstroms bildet, verursacht wird.
  • Das Halbleitermodul A1 enthält die leitenden Elemente 6. Die leitenden Elemente 6 bilden den Pfad eines von den Halbleiterelementen 10 geschalteten Hauptschaltungsstroms. Die leitenden Elemente 6 weisen die ersten leitenden Elemente 61, die mit den ersten Halbleiterelementen 10A verbunden sind, und das zweite leitende Element 62, das mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden ist, auf. Jedes der leitenden Elemente 6 (jedes der ersten leitenden Elemente 61 sowie das zweite leitende Element 62) sind aus einem metallplattenartigen Element gebildet. Der oben beschriebene Hauptschaltungsstrom kann einen relativ hohen Wert annehmen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die parasitären Widerstandskomponenten in den leitenden Elementen 6, die den Pfad des Hauptschaltungsstroms bilden, zu unterdrücken, um die Leistungsaufnahme des Halbleitermoduls A1 zu reduzieren. Dementsprechend ist im Halbleitermodul A1 jedes der leitenden Elemente 6 aus einem metallplattenartigen Element anstelle eines Bonddrahtes, wie oben beschrieben, um die parasitären Widerstandskomponenten des leitenden Elements 6 zu unterdrücken. Mit anderen Worten: Das Halbleitermodul A1 hat eine Gehäusekonfiguration, die vorzugsweise zur Unterdrückung der parasitären Widerstandskomponenten dient.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 hat jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht eine rechteckige Form, und die vier Ecken jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht überlappen nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, während des Herstellungsprozesses des Halbleitermoduls A1 eine visuelle Inspektion durchzuführen, bevor das Versiegelungsharz 8 geformt wird, um zu prüfen, ob die ersten Halbleiterelemente 10A richtig gebondet sind. Mit anderen Worten: Das Halbleitermodul A1 ermöglicht eine visuelle Kontrolle des Bondingzustands der ersten Halbleiterelemente 10A während des Herstellungsprozesses (z. B. in dem in 23 gezeigten Schritt). Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob die ersten Halbleiterelemente 10A ordnungsgemäß gebondet sind. So ist es beispielsweise möglich, die jeweiligen Abstände zu den vier Ecken jedes ersten Halbleiterelements 10A mit einem Laser-Entfernungsmessverfahren zu messen und festzustellen, dass das erste Halbleiterelement 10A ordnungsgemäß gebondet ist, wenn eine Differenz zwischen den Abständen zu den vier Ecken gering ist. Wie oben beschrieben, kann das Halbleitermodul A1 während des Herstellungsprozesses visuell inspiziert werden und hat daher eine Gehäusekonfiguration, die zur Verbesserung der Zuverlässigkeit beiträgt. Bei der Sichtprüfung ist es ausreichend, wenn mindestens drei der vier Ecken jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht sichtbar sind. Aus diesem Grund ist es ausreichend, wenn sich drei Ecken der ersten Halbleiterelemente 10A jeweils nicht mit dem zweiten leitenden Element 62 überlappen. In ähnlicher Weise überlappen, wie in 5 gezeigt, vier Ecken jedes der zweiten Halbleiterelemente 10B nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. Dementsprechend ist es möglich, während des Herstellungsprozesses des Halbleitermoduls A1 eine visuelle Inspektion durchzuführen, bevor das Versiegelungsharz 8 geformt wird, um zu prüfen, ob die zweiten Halbleiterelemente 10B richtig gebondet sind. Bei der Sichtprüfung kann es sich um eine automatische Sichtprüfung handeln, bei der Bilderfassung und Bildverarbeitung eingesetzt werden.
  • Das zweite leitende Element 62 weist den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 auf. Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 und der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 erstrecken sich in x-Richtung und sind mit dem Eingangsanschluss 42 bzw. dem Eingangsanschluss 43 verbunden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt, erstreckt sich in y-Richtung und ist mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist in x2-Richtung relativ zum dritten Verdrahtungsabschnitt 623 versetzt und überlappt in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Das zweite leitende Element 62, das den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 aufweist, überlappt in der Draufsicht einen großen Bereich der Vorderseite 201 und ist in der Draufsicht relativ groß. Eine Vergrößerung des zweiten leitenden Elements 62 in der Draufsicht ist im Hinblick auf die Unterdrückung der parasitären Widerstandskomponenten des zweiten leitenden Elements 62 (leitendes Element 6), das den Pfad des Hauptschaltungsstroms bildet, von Vorteil.
  • Jedes der ersten Halbleiterelemente 10A hat in der Draufsicht eine erste Seite 191, eine zweite Seite 192, eine dritte Seite 193 und eine vierte Seite 194. Die erste Seite 191 und die zweite Seite 192 erstrecken sich in y-Richtung. Die erste Seite 191 ist eine Kante, die in der Draufsicht in x2-Richtung liegt, und die zweite Seite 192 ist eine Kante, die in der Draufsicht in xl-Richtung liegt. Die dritte Seite 193 und die vierte Seite 194 erstrecken sich in x-Richtung. Die dritte Seite 193 ist eine Kante, die in der Draufsicht in y2-Richtung liegt, und die vierte Seite 194 ist eine Kante, die in der Draufsicht in y1-Richtung liegt. Da jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht eine rechteckige Form hat, sind die vier Ecken, die von der ersten Seite 191, der zweiten Seite 192, der dritten Seite 193 und der vierten Seite 194 gebildet werden, in der Draufsicht im Allgemeinen rechtwinklig. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 (der erste Bandabschnitt 625) des zweiten leitenden Elements 62 hat eine erste Kante 627 und eine zweite Kante 628. Die erste Kante 627 ist eine Kante des vierten Verdrahtungsabschnitts 624, die in x2-Richtung liegt und in der Draufsicht in xl-Richtung relativ zur ersten Seite 191 versetzt ist. Die erste Kante 627 erstreckt sich mindestens von der dritten Seite 193 bis zur vierten Seite 194 in y-Richtung. Daher überlappen zwei Ecken 171 und 172 jedes ersten Halbleiterelements 10A in x2-Richtung in der Draufsicht nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. Die zweite Kante 628 ist eine Kante des vierten Verdrahtungsabschnitts 624 (erster Bandabschnitt 625), die in xl-Richtung liegt und in der Draufsicht in x2-Richtung relativ zur zweiten Seite 192 versetzt ist. Die zweite Kante 628 erstreckt sich mindestens von der dritten Seite 193 bis zur vierten Seite 194 in y-Richtung. Daher überlappen zwei Ecken 173 und 174 jedes ersten Halbleiterelements 10A in xl-Richtung in der Draufsicht nicht mit dem zweiten leitenden Element 62. Bei dieser Konfiguration überlappen die vier Ecken jedes der ersten Halbleiterelemente 10A in der Draufsicht nicht mit dem zweiten leitenden Element 62, während die Größe des zweiten leitenden Elements 62 in der Draufsicht vergrößert wird, indem der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 mit Bereichen versehen ist, die sich mit den ersten Halbleiterelementen 10A in der Draufsicht überlappen. Dadurch ist es möglich, die parasitären Widerstandskomponenten des zweiten leitenden Elements 62 (leitendes Element 6) wirksam zu unterdrücken und eine visuelle Inspektion durchzuführen, um den Bondingzustand der ersten Halbleiterelemente 10A während des Herstellungsprozesses des Halbleitermoduls A1 zu überprüfen.
  • Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 (erster Bandabschnitt 625) weist die vorstehenden Bereiche 625a auf, die in der z2-Richtung relativ zu den anderen Bereichen vorstehen. Die vorstehenden Bereiche 625a überschneiden sich in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Gemäß der Konfiguration, in der der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 die vorstehenden Bereiche 625a aufweist, wird der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 daran gehindert, einen unzulässigen Kontakt mit den ersten leitenden Elementen 61 herzustellen, die mit den ersten Halbleiterelementen 10A verbunden sind.
  • Beim dritten Verdrahtungsabschnitt 623 sind die vertieften Bereiche 623a in z1-Richtung relativ zu den anderen Bereichen vertieft. Die vertieften Bereiche 623a sind mit den jeweiligen zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Bei dieser Konfiguration kann die Größe des dritten Verdrahtungsabschnitts 623 (zweites leitendes Element 62) in der Draufsicht erhöht werden und gleichzeitig können der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 (zweites leitendes Element 62) und die zweiten Halbleiterelemente 10B in geeigneter Weise elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B überlappen sich in x-Richtung gesehen. Diese Konfiguration vermeidet eine Vergrößerung der Abmessung in y-Richtung des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A und zweiter leitender Abschnitt 2B), auf dem die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B angeordnet sind, und erlaubt somit, die Größe des Halbleitermoduls A1 zu verringern.
  • Das Halbleitermodul A1 weist das leitende Substrat 2, die beiden Eingangsanschlüsse 41 und 42 (oder die beiden Eingangsanschlüsse 41 und 43), die Ausgangsanschlüsse 44 und die leitenden Elemente 6 auf. Das leitende Substrat 2 weist den ersten leitenden Abschnitt 2A und den zweiten leitenden Abschnitt 2B auf, die in der Draufsicht in x-Richtung ausgerichtet sind. Die ersten Halbleiterelemente 10A sind elektrisch mit dem ersten leitenden Teil 2A verbunden. Die zweiten Halbleiterelemente 10B sind elektrisch mit dem zweiten leitenden Teil 2B verbunden. Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B sind in der y-Richtung in Abständen angeordnet. Die beiden Eingangsanschlüsse 41, 42 (oder die beiden Eingangsanschlüsse 41, 43) sind in Richtung x2 relativ zum ersten leitenden Teil 2A versetzt. Der Eingangsanschluss 41 ist eine positive Elektrode, die mit dem ersten leitenden Teil 2A verbunden ist. Der Eingangsanschluss 42 (oder der Eingangsanschluss 43) ist eine negative Elektrode. Die Ausgangsanschlüsse 44 sind in xl-Richtung relativ zum zweiten leitenden Abschnitt 2B versetzt. Die leitenden Elemente 6 weist die ersten leitenden Elemente 61, die mit den ersten Halbleiterelementen 10A und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B verbunden sind, und das zweite leitende Element 62, das mit den zweiten Halbleiterelementen 10B und dem Eingangsanschluss 42 (oder dem Eingangsanschluss 43) verbunden ist, auf. Gemäß dieser Konfiguration verläuft der Pfad des von den Halbleiterelementen 10 (den ersten Halbleiterelementen 10A und den zweiten Halbleiterelementen 10B) geschalteten Hauptschaltungsstroms in der Draufsicht entlang der x-Richtung, und die Symmetrieachse (siehe Hilfslinie L1 in 5) in der planaren Struktur des Halbleitermoduls A1 verläuft in der Draufsicht entlang der y-Richtung. Mit anderen Worten: Die Symmetrieachse und der Pfad des Hauptschaltungsstroms stehen senkrecht zueinander. Dadurch wird die Differenz im Strompfad zu den ersten Halbleiterelementen 10A und den zweiten Halbleiterelementen 10B in Bezug auf den Hauptschaltungsstrom, der von den beiden Eingangsanschlüssen 41, 42 (oder den beiden Eingangsanschlüssen 41, 43) zugeführt wird und von den Ausgangsanschlüssen 44 ausgegeben wird, verringert. Dadurch ist es möglich, Schwankungen der parasitären Induktivitätskomponenten und Stromschwankungen im Halbleitermodul A1 zu unterdrücken. Dementsprechend weist das Halbleitermodul A1 eine Gehäusekonfiguration auf, die vorzugsweise dazu dient, die parasitären Induktivitätskomponenten im Pfad des Hauptschaltungsstroms auszugleichen und die Strommenge zu den Halbleiterelementen 10 auszugleichen.
  • Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B sind in x-Richtung voneinander beabstandet. Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B sind entlang der y-Richtung ausgerichtet. Dementsprechend ist die Richtung, in der die Halbleiterelemente 10 ausgerichtet sind, senkrecht zu der Richtung, in der der erste Hauptschaltungsstrom oder der zweite Hauptschaltungsstrom fließt. Auf diese Weise kann, wenn mehrere Schaltelemente parallelgeschaltet sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform, der Unterschied in der Länge des Pfades des ersten Hauptschaltungsstroms zwischen den drei ersten Halbleiterelementen 10A verringert werden. Dadurch können die parasitären Widerstandskomponenten in den leitenden Elementen 6, die den Pfad des Hauptschaltungsstroms bilden, unterdrückt werden.
  • Der Bereich, in dem der erste Hauptschaltungsstrom fließt, und der Bereich, in dem der zweite Hauptstromkreis fließt, überschneiden sich in der Draufsicht miteinander. Mit anderen Worten, das zweite leitende Element 62, das die Ausgangsanschlüsse 44 mit den Eingangsanschlüssen 42, 43 (negative Elektrodenanschlüsse) für den zweiten Hauptschaltungsstrom verbindet, ist über dem Bereich des ersten Hauptschaltungsstroms (dem ersten leitenden Abschnitt 2A, den ersten leitenden Elementen 61 und dem zweiten leitenden Abschnitt 2B) angeordnet. Die Richtung, in der der erste Hauptschaltungsstrom fließt, ist der Richtung, in der der zweite Hauptschaltungsstrom fließt, entgegengesetzt. Bei der oben beschriebenen Anordnung heben sich das durch den ersten Hauptschaltungsstrom erzeugte Magnetfeld und das durch den zweiten Hauptschaltungsstrom erzeugte Magnetfeld gegenseitig auf, so dass die Induktivität reduziert werden kann.
  • Das Halbleitermodul A1 der vorliegenden Ausführungsform weist die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 auf. Die Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind negative Elektroden und flankieren den Eingangsanschluss 41 in y-Richtung. Die beiden Eingangsanschlüsse 42 und 43 sind mit dem zweiten leitenden Element 62 verbunden. Diese Konfiguration kann Schwankungen im Pfad eines Stroms, der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu den Eingangsanschlüssen 42 und 43 über die zweiten Halbleiterelemente 10B und das zweite leitende Element 62 fließt, weiter reduzieren.
  • Bei dem Halbleitermodul A1 weist das zweite leitende Element 62 den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 auf. Der erste Verdrahtungsabschnitt 621 und der zweite Verdrahtungsabschnitt 622 erstrecken sich in x-Richtung und sind mit dem Eingangsanschluss 42 bzw. dem Eingangsanschluss 43 verbunden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Eingangsanschluss 41 in y-Richtung dazwischenliegt. Der dritte Verdrahtungsabschnitt 623 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt, erstreckt sich in y-Richtung und ist mit den zweiten Halbleiterelementen 10B verbunden. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist in x2-Richtung relativ zum dritten Verdrahtungsabschnitt 623 versetzt und ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621, dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 und dem dritten Verdrahtungsabschnitt 623 verbunden. Das zweite leitende Element 62, das den ersten Verdrahtungsabschnitt 621, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622, den dritten Verdrahtungsabschnitt 623 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 624 aufweist, überlappt in der Draufsicht einen großen Bereich der Vorderseite 201 und ist in der Draufsicht relativ groß. Diese Konfiguration kann Schwankungen im Pfad eines Stroms, der von den Ausgangsanschlüssen 44 zu den Eingangsanschlüssen 42 und 43 über die zweiten Halbleiterelemente 10B und das zweite leitende Element 62 fließt, in geeigneter Weise reduzieren. Dementsprechend ist das Halbleitermodul A1 der vorliegenden Ausführungsform besser geeignet, um die parasitären Induktivitätskomponenten im Pfad des Hauptschaltungsstroms (zweites leitendes Element 62) auszugleichen und um die Strommenge zu den Halbleiterelementen 10B auszugleichen.
  • Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 ist mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 zusammengeführt und überlappt in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 (erster Bandabschnitt 625) weist die vorstehenden Bereiche 625a auf, die in der z2-Richtung relativ zu den anderen Bereichen vorstehen. Die vorstehenden Bereiche 625a überschneiden sich in der Draufsicht mit den ersten Halbleiterelementen 10A. Diese Konfiguration kann die Größe des vierten Verdrahtungsabschnitts 624 (zweites leitendes Element 62) in der Draufsicht erhöhen und verhindern, dass der vierte Verdrahtungsabschnitt 624 einen unzulässigen Kontakt mit den ersten leitenden Elementen 61 hat, die mit den ersten Halbleiterelementen 10A gebondet sind.
  • Die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B überlappen sich in x-Richtung gesehen. Diese Konfiguration vermeidet eine Vergrößerung der Abmessung in y-Richtung des leitenden Substrats 2 (erster leitender Abschnitt 2A und zweiter leitender Abschnitt 2B), auf dem die ersten Halbleiterelemente 10A und die zweiten Halbleiterelemente 10B angeordnet sind, und erlaubt somit, die Größe des Halbleitermoduls A1 zu verringern.
  • Die 30 bis 32 zeigen eine Variante des Halbleitermoduls gemäß der obigen Ausführungsform. In 30 und den folgenden Figuren sind die Elemente, die mit denen des Halbleiterbauelements A1 in der obigen Ausführungsform identisch oder ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen wie in der obigen Ausführungsform bezeichnet, und die Beschreibungen derselben werden gegebenenfalls weggelassen.
  • In den 30 und 31 ist ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Variante der ersten Ausführungsform dargestellt. Ein Halbleitermodul A11 der vorliegenden Variante unterscheidet sich von dem Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform durch die Anordnung der Öffnungen 63.
  • Das Halbleitermodul A11 der vorliegenden Variante enthält mehr Öffnungen 63 als das Halbleitermodul A1 der obigen Ausführungsform. In der vorliegenden Variante weist das zweite leitende Element 62 sechs Öffnungen 63 auf. Die Öffnungen 63 überschneiden sich in der Draufsicht mit der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 (dem ersten leitenden Abschnitt 2A oder dem zweiten leitenden Abschnitt 2B) und überschneiden sich in der Draufsicht nicht mit den Halbleiterelementen 10. Teile der Vorderseite 201 des leitenden Substrats 2 (der erste leitende Abschnitt 2A oder der zweite leitende Abschnitt 2B) überschneiden sich in der Draufsicht mit den sechs Öffnungen 63 und sind mit vertieften Abschnitten 201a versehen. Drei der sechs Öffnungen 63 sind im ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und die anderen drei im zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 ausgebildet.
  • Die drei Öffnungen 63 im ersten Verdrahtungsabschnitt 621 weisen eine Öffnung 63, die in x2-Richtung versetzt ist, wie bei dem oben beschriebenen Halbleitermodul A1, und zwei weitere Öffnungen 63, die in xl-Richtung relativ zu der einen Öffnung 63 versetzt sind, auf. Eine der beiden zusätzlichen Öffnungen 63 für den ersten Verdrahtungsabschnitt 621 befindet sich in der Nähe der Ecke, die durch die Kante des ersten leitenden Abschnitts 2A in y2-Richtung und dessen Kante in xl-Richtung gebildet wird, und die andere befindet sich in der Nähe der Ecke, die durch die Kante des zweiten leitenden Abschnitts 2B in y2-Richtung und dessen Kante in x2-Richtung gebildet wird. Die Vorderseite 201 ist mit den vertieften Abschnitten 201a versehen.
  • Die drei Öffnungen 63 im zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 weisen eine Öffnung 63, die in x2-Richtung versetzt ist, wie bei dem oben beschriebenen Halbleitermodul A1, und zwei weitere Öffnungen 63, die in xl-Richtung relativ zu der einen Öffnung 63 versetzt sind, auf. Eine der beiden zusätzlichen Öffnungen 63 für den zweiten Verdrahtungsabschnitt 622 befindet sich in der Nähe der Ecke, die von der Kante des ersten leitenden Abschnitts 2A in der y1-Richtung und dessen Kante in der xl-Richtung gebildet wird, und die andere befindet sich in der Nähe der Ecke, die von der Kante des zweiten leitenden Abschnitts 2B in der y1-Richtung und dessen Kante in der x2-Richtung gebildet wird.
  • Das Halbleitermodul A11 der vorliegenden Variante hat die gleichen Vorteile wie das Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Variante weist das Halbleitermodul A11 gegenüber dem oben beschriebenen Halbleitermodul A1 zusätzlich vier weitere Öffnungen 63 auf. Die vertieften Abschnitte 201a, die den vier zusätzlichen Öffnungen 63 entsprechen, sind Markierungen, die von den Druckstiften 911 der Form 91 hinterlassen werden, die während der Bildung des Versiegelungsharzes 8 (während des Formungsprozesses) eine Druckkraft auf die Vorderseite 201 ausüben. Mit dieser Konfiguration kann der Umfang des Trägersubstrats 3 während des Formprozesses gleichmäßig gepresst werden. Dementsprechend kann der Verzug des Trägersubstrats 3 in geeigneter Weise unterdrückt werden, selbst wenn sich der Verzug des Trägersubstrats 3 während des Formprozesses vergrößert, z. B. aufgrund der Größe des Trägersubstrats 3 in der Draufsicht oder der physikalischen Eigenschaft (z. B. der Wärmeausdehnungsrate) des Trägersubstrats 3.
  • 32 zeigt ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform. Ein Halbleitermodul A12 der vorliegenden Variante unterscheidet sich vom Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform durch die Form der einzelnen Öffnungen 63.
  • Beim Halbleitermodul A1 sind die Öffnungen 63 Durchgangslöcher, die sich in z-Richtung erstrecken, während beim Halbleitermodul A12 der vorliegenden Variante die Öffnungen 63 Kerben sind. Insbesondere hat jede der Öffnungen 63 eine vertiefte Form (Kerbenform), die in der x-y-Ebene von einer Umfangskante des zweiten leitenden Elements 62 in z-Richtung gesehen nach innen vertieft ist. Genauer gesagt, weisen die beiden Öffnungen 63 eine erste Öffnung 63 im ersten Verdrahtungsabschnitt 621 und eine zweite Öffnung 63 im zweiten Verdrahtungsabschnitt 622. Die erste Öffnung 63 ist eine U-förmige Aussparung, die sich von der Kante des ersten Verdrahtungsabschnitts 621 in y2-Richtung zur y1-Richtung erstreckt. Die zweite Öffnung 63 ist eine U-förmige Aussparung, die sich von der Kante des zweiten Verdrahtungsabschnitts 622 in y1-Richtung zur y2-Richtung erstreckt.
  • Das Halbleitermodul A12 der vorliegenden Variante hat die gleichen Vorteile wie das Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform.
  • In den 33 bis 35 ist ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Ein Halbleitermodul A5 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform durch die Konfiguration des zweiten leitenden Elements 62.
  • Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch den Bereich, der von dem vierten Verdrahtungsabschnitt 624 des zweiten leitenden Elements 62 eingenommen wird. Insbesondere ist die Abmessung des ersten Bandabschnitts 625 in x-Richtung größer als die des Halbleitermoduls A1. Wie in den 34 und 35 gezeigt, ist die zweite Kante 628 des ersten Bandabschnitts 625 im Vergleich zur zweiten Kante 628 im Halbleitermodul A1 in xl-Richtung versetzt. Wie in 35 dargestellt, ist die zweite Kante 628 in der Draufsicht in xl-Richtung relativ zu den zweiten Seiten 192 der ersten Halbleiterelemente 10A versetzt. So überlappen zwei Ecken jedes ersten Halbleiterelements 10A in xl-Richtung mit dem zweiten leitenden Element 62 (erster Bandabschnitt 625) in der Draufsicht.
  • Das Halbleitermodul A2 der vorliegenden Ausführungsform hat die gleichen Vorteile wie das Halbleitermodul A1 der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus kann bei dem Halbleitermodul A2 der erste Bandabschnitt 625 (zweites leitendes Element 62) des vierten Verdrahtungsabschnitts 624 in der Draufsicht größer sein. Dies ist besser geeignet, um parasitäre Induktivitätskomponenten zu reduzieren.
  • Das Halbleitermodul gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Abänderungen können an den spezifischen Konfigurationen der Elemente des Halbleitermoduls gemäß der vorliegenden Offenlegung vorgenommen werden.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhalten die in den folgenden Abschnitten definierten Konfigurationen.
  • Klausel 1.
  • Ein Halbleitermodul, aufweisend:
    • ein Trägersubstrat;
    • ein leitendes Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei das leitende Substrat mit dem Trägersubstrat so gebondet ist, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist;
    • mindestens ein Halbleiterelement, das elektrisch mit der Vorderseite verbunden ist und eine Schaltfunktion hat;
    • mindestens ein leitendes Element, das einen Strompfad bildet, der durch das Halbleiterelement geschaltet wird, und so angeordnet ist, dass es mit der Vorderseite in Dickenrichtung gesehen überlappt; und
    • ein Versiegelungsharz mit einer Harzvorderseite und einer Harzrückseite, die in der Dickenrichtung voneinander beabstandet sind, wobei das Versiegelungsharz mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des leitenden Substrats und das Halbleiterelement bedeckt,
    • wobei das leitende Element mit mindestens einer Öffnung ausgebildet ist, die sich in Dickenrichtung gesehen mit der Vorderseite des leitenden Substrats überlappt und sich nicht mit dem Halbleiterelement überlappt.
  • Klausel 2.
  • Halbleitermodul nach Klausel 1,
    wobei das leitende Substrat einen ersten leitenden Abschnitt und einen zweiten leitenden Abschnitt aufweist, die in einer ersten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung voneinander beabstandet sind, und
    wobei das mindestens eine Halbleiterelement mindestens ein erstes Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten leitenden Abschnitt verbunden ist, und mindestens ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt verbunden ist, aufweist.
  • Klausel 3.
  • Das Halbleitermodul gemäß Klausel 2, das ferner einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss umfasst, die in einer Richtung der ersten Richtung relativ zu dem ersten Halbleiterelement versetzt sind,
    wobei der erste Eingangsanschluss mit dem ersten leitenden Abschnitt verbunden ist und der zweite Eingangsanschluss mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist,
    wobei das mindestens eine leitende Element ein erstes leitendes Element und ein zweites leitendes Element aufweist, wobei das erste leitende Element mit dem ersten
    Halbleiterelement und dem zweiten leitenden Abschnitt verbunden ist, das zweite leitende Element mit dem zweiten Halbleiterelement und dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist, und
    wobei die Öffnung in dem zweiten leitenden Element vorgesehen ist und sich in Dickenrichtung gesehen mit einer Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts überlappt.
  • Klausel 4.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 3, ferner aufweisend: einen dritten Eingangsanschluss,
    wobei das mindestens eine erste Halbleiterelement eine Vielzahl von ersten Halbleiterelementen, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung und zur ersten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist,
    wobei das mindestens eine zweite Halbleiterelement eine Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist,
    wobei der dritte Eingangsanschluss zu der einen Seite der ersten Richtung relativ zu der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente versetzt ist und mit der Vielzahl der zweiten Halbleiterelemente verbunden ist,
    wobei der erste Eingangsanschluss zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem dritten Eingangsanschluss in der zweiten Richtung vorgesehen ist,
    wobei das zweite leitende Element einen ersten Verdrahtungsabschnitt, einen zweiten Verdrahtungsabschnitt und einen dritten Verdrahtungsabschnitt aufweist, wobei der erste Verdrahtungsabschnitt mit dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, der zweite Verdrahtungsabschnitt mit dem dritten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, der dritte Verdrahtungsabschnitt mit dem ersten
    Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt zusammengeführt ist, sich in die zweite Richtung erstreckt und mit der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen verbunden ist, und
    wobei die mindestens eine Öffnung eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei die erste Öffnung in einem Bereich des ersten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist und die zweite Öffnung in einem Bereich des zweiten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist.
  • Klausel 5.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 4, wobei das zweite leitende Element einen vierten Verdrahtungsabschnitt aufweist, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt zusammengeführt ist und sich mit der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente in Dickenrichtung gesehen überlappt.
  • Klausel 6.
  • Halbleitermodul nach Klausel 4 oder 5, wobei der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der dritte Eingangsanschluss sich in der zweiten Richtung gesehen überlappen.
  • Klausel 7.
  • Halbleitermodul nach einer der Klauseln 4 bis 6, ferner aufweisend: einen Ausgangsanschluss, der mit dem zweiten leitenden Abschnitt zusammengeführt ist; mindestens einen ersten Steueranschluss zum Steuern der Vielzahl von ersten Halbleiterelemente; und mindestens einen zweiten Steueranschluss zum Steuern der Vielzahl von zweiten Halbleiterelemente,
    wobei das Versiegelungsharz eine Seitenfläche aufweist, die mit der Harzvorderseite und der Harzrückseite zusammengeführt ist und von der Harzvorderseite und der Harzrückseite in Dickenrichtung flankiert wird,
    wobei der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der dritte Eingangsanschluss jeweils von der Harzseitenfläche vorsteht und eine eingangsseitige Bondingfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist,
    wobei der Ausgangsanschluss aus der Harzseitenfläche herausragt und eine ausgangsseitige Bondingfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist,
    wobei der erste Steueranschluss auf der Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt, und
    wobei der zweite Steueranschluss auf der Vorderseite des zweiten leitenden Abschnitts angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt.
  • Klausel 8.
  • Halbleitermodul nach einer der Klauseln 4 bis 7, wobei das Trägersubstrat in der Dickenrichtung gesehen eine rechteckige Form hat, und
    wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in der Nähe von zwei Ecken des Trägersubstrats, in Dickenrichtung gesehen, vorgesehen sind.
  • Klausel 9.
  • Halbleitermodul nach Klausel 1 oder 2, wobei das leitende Element aus einem metallplattenartigen Element gebildet ist.
  • Klausel 10.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 1 bis 3, wobei die Vorderseite des leitenden Substrats einen Teil aufweist, der sich mit der Öffnung, in Dickenrichtung gesehen, überlappt, wobei der Teil mit einem in Dickenrichtung vertieften Abschnitt ausgebildet ist.
  • Klausel 11.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 10, wobei das Versiegelungsharz mit einem Harzhohlraum ausgebildet ist, der von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt hin verläuft.
  • Klausel 12.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 11, wobei der Harzhohlraum eine Harzhohlraumkante, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, aufweist und der vertiefte Abschnitt eine Vertiefungskante, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, aufweist, und wobei die Harzhohlraumkante und die Vertiefungskante miteinander übereinstimmen.
  • Klausel 13.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 11 oder 12, ferner aufweisend: einen Harzfüllabschnitt, der den Harzhohlraum füllt.
  • Klausel 14.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 11 bis 13, wobei der Harzhohlraum sich so verjüngt, dass seine Querschnittsfläche von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt abnimmt.
  • Klausel 15.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 1, ferner aufweisend: einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und einen Steueranschluss, die elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden sind,
    wobei das Versiegelungsharz eine Harzseitenfläche, die mit der Harzvorderseite und der Harzrückseite zusammengeführt ist, aufweist,
    wobei der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss aus der seitlichen Harzoberfläche herausragen,
    wobei der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss eine eingangsseitige Bondfläche bzw. eine ausgangsseitige Bondfläche aufweisen, die zu einer Seite der Dickenrichtung weisen, und
    wobei der Steueranschluss auf der Vorderseite des leitenden Substrats angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt.
  • Klausel 16.
  • Halbleitermodul nach einer der Klauseln 1 bis 3 und 10 bis 15, wobei die Öffnung ein Durchgangsloch ist, das sich in Dickenrichtung erstreckt.
  • Klausel 17.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 1 bis 3 und 10 bis 15, wobei die Öffnung die Form einer Kerbe hat, die von einer Umfangskante des leitenden Elements, in Dickenrichtung gesehen, zurückgesetzt ist.
  • Klausel 18.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls, das die folgenden Schritte aufweist:
    • - Vorbereiten eines Trägersubstrats;
    • - Bonden eines leitenden Substrats mit dem Trägersubstrat, wobei das leitende Substrat eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei das Bonden so durchgeführt wird, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist;
    • - elektrisches Bonden eines Halbleiterelements mit einer Schaltfunktion auf die Vorderseite;
    • - Bonden eines leitenden Elements mit dem leitenden Substrat, wobei das leitende Element einen Pfad eines durch das Halbleiterelement geschalteten Hauptschaltungsstrom bildet, wobei das Bonden so durchgeführt wird, dass das leitende Element in der Dickenrichtung von der Vorderseite beabstandet ist und sich in der Dickenrichtung gesehen mit der Vorderseite überlappt;
    • - Pressen des leitenden Substrats mit einem Presselement über eine in dem leitenden Element vorgesehene Öffnung; und
    • - Bilden eines Versiegelungsharzes, das mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des leitenden Substrats und das Halbleiterelement bedeckt.
  • Klausel 19.
  • Verfahren zur Herstellung des Halbleitermoduls gemäß Klausel 18, wobei das Pressen des leitenden Substrats mit dem Pressglied einen vertieften Abschnitt in der Vorderseite erzeugt.
  • Klausel 20.
  • Ein Halbleitermodul, aufweisend:
    • ein Trägersubstrat;
    • einen ersten leitenden Abschnitt und einen zweiten leitenden Abschnitt, von denen jeder eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei sowohl der erste leitende Abschnitt als auch der zweite leitende Abschnitt mit dem Trägersubstrat so gebondet ist, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist;
    • mindestens ein erstes Halbleiterelement, das elektrisch mit der Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts gebondet ist und eine Schaltfunktion hat;
    • mindestens ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit der Vorderseite des zweiten leitenden Abschnitts gebondet ist und eine Schaltfunktion hat;
    • ein leitendes Element, das einen Pfad eines durch das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement geschalteten Hauptschaltungsstroms bildet, das von den jeweiligen Vorderseitenflächen des ersten leitenden Abschnitts und des zweiten leitenden Abschnitts in der Dickenrichtung beabstandet ist und das sich mit den Vorderseitenflächen in der Dickenrichtung gesehen überlappt; und
    • ein Versiegelungsharz, das eine Harzvorderseite und eine der Harzvorderseite gegenüberliegende Harzrückseite aufweist und das mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des ersten leitenden Abschnitts, mindestens einen Teil des zweiten leitenden Abschnitts und das erste und zweite Halbleiterelement bedeckt,
    • wobei das leitende Element in Dickenrichtung gesehen mindestens einen Hohlraum aufweist, der sich daraus ergibt, dass das leitende Element teilweise abgeschnitten ist, und
    • wobei, in Richtung der Dicke gesehen, der Hohlraum an einer Position vorgesehen ist, die sich mit der Vorderseite entweder des ersten leitenden Abschnitts oder des zweiten leitenden Abschnitts überlappt und sich nicht mit dem ersten Halbleiterelement oder dem zweiten Halbleiterelement überlappt.
  • Klausel 21.
  • Halbleitermodul nach Klausel 20, ferner aufweisend: einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss,
    wobei der erste leitende Abschnitt und der zweite leitende Abschnitt in einer ersten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung voneinander beabstandet sind,
    wobei der erste Eingangsanschluss zu einer Seite der ersten Richtung relativ zu dem ersten Halbleiterelement versetzt ist und mit dem ersten leitenden Abschnitt verbunden ist,
    wobei der zweite Eingangsanschluss zu der einen Seite der ersten Richtung relativ zu dem ersten Halbleiterelement versetzt ist und mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist,
    wobei das leitende Element ein erstes leitendes Element, das mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten leitenden Abschnitt verbunden ist, und ein zweites leitendes Element, das mit dem zweiten Halbleiterelement und dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist, aufweist, und
    wobei der Hohlraum in dem zweiten leitenden Element vorgesehen ist und sich in Dickenrichtung gesehenen mit der Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts überlappt.
  • Klausel 22.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 21, ferner aufweisend: einen dritten Eingangsanschluss,
    wobei das mindestens eine erste Halbleiterelement eine Vielzahl von ersten Halbleiterelementen, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung und zur ersten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist,
    wobei das mindestens eine zweite Halbleiterelement eine Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist,
    wobei der dritte Eingangsanschluss zu der einen Seite der ersten Richtung relativ zu der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente versetzt ist und mit der Vielzahl der zweiten Halbleiterelemente verbunden ist,
    wobei der erste Eingangsanschluss zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem dritten Eingangsanschluss in der zweiten Richtung vorgesehen ist,
    wobei das zweite leitende Element einen ersten Verdrahtungsabschnitt, der mit dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, einen zweiten Verdrahtungsabschnitt, der mit dem dritten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, und einen dritten Verdrahtungsabschnitt, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten
    Verdrahtungsabschnitt verbunden ist, sich in die zweite Richtung erstreckt und mit der Vielzahl der zweiten Halbleiterelemente verbunden ist, aufweist, und
    wobei der mindestens eine Hohlraum einen ersten Hohlraum und einen zweiten Hohlraum aufweist, wobei der erste Hohlraum in einem Bereich des ersten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist und der zweite Hohlraum in einem Bereich des zweiten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist.
  • Klausel 23.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 22, wobei das zweite leitende Element einen vierten Verdrahtungsabschnitt aufweist, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt verbunden ist und sich mit der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente in Dickenrichtung gesehen überlappt.
  • Klausel 24.
  • Halbleitermodul nach Klausel 22 oder 23, wobei sich der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der dritte Eingangsanschluss in der zweiten Richtung gesehen überlappen.
  • Klausel 25.
  • Halbleitermodul nach einer der Klauseln 22 bis 24, wobei das Trägersubstrat in der Dickenrichtung gesehen eine rechteckige Form hat, und
    wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum sich in der Nähe von zwei Ecken des Trägersubstrats in Dickenrichtung gesehen befinden.
  • Klausel 26.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 20, wobei das leitende Element aus einem metallplattenartigen Element hergestellt ist.
  • Klausel 27.
  • Halbleitermodul nach Klausel 20 oder 26, wobei die den Hohlraum überlappende Vorderseite mit einem vertieften Abschnitt ausgebildet ist, der den Hohlraum in Dickenrichtung gesehen überlappt und in Dickenrichtung vertieft ist.
  • Klausel 28.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 27, wobei das Versiegelungsharz mit einem Harzhohlraum ausgebildet ist, der von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt hin verläuft.
  • Klausel 29.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 28, wobei der Harzhohlraum eine Harzhohlraumkante aufweist, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, der vertiefte Abschnitt eine Vertiefungskante aufweist, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, und wobei die Harzhohlraumkante und die Aussparungskante miteinander übereinstimmen.
  • Klausel 30.
  • Halbleitermodul gemäß Klausel 28 oder 29, ferner aufweisend: einen Harzfüllabschnitt, der den Harzhohlraum füllt.
  • Klausel 31.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 28 bis 30, wobei der Harzhohlraum sich so verjüngt, dass seine Querschnittsfläche von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt hin abnimmt.
  • Klausel 32.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 20, 21 und 26 bis 31, wobei der Hohlraum ein Durchgangsloch ist, das sich in Dickenrichtung erstreckt.
  • Klausel 33.
  • Halbleitermodul gemäß einer der Klauseln 20, 21 und 26 bis 31, wobei der Hohlraum die Form einer Kerbe hat, die von einer peripheren Kante des leitenden Elements, in Richtung der Dicke gesehen, zurückgesetzt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • A1, A11, A12, A2
    Halbleitermodul
    10
    Halbleiterelement
    10A
    Erstes Halbleiterelement
    10B
    Zweites Halbleiterelement
    101
    Elementvorderseite
    102
    Elementrückseite
    11
    Erste Vorderseitenelektrode (Gate-Elektrode)
    12
    Zweite Vorderseitenelektrode (Source-Elektrode)
    13
    Dritte Vorderseitenelektrode
    14
    Vierte Vorderseitenelektrode
    15
    Rückseitenelektrode (Drain-Elektrode)
    16
    FünfteRückseitenelektrode
    171, 172, 173, 174
    Ecke
    181, 182, 183, 184
    Ecke
    191
    Erste Seite
    192
    Zweite Seite
    193
    Dritte Seite
    194
    Vierte Seite
    2
    Leitendes Substrat
    2A
    Erster leitender Abschnitt
    2B
    Zweiter leitender Abschnitt
    201
    Vorderseite
    201a
    Vertiefter Abschnitt
    201b
    Vertiefungskante
    202
    Rückseite
    21
    Basiselement
    22
    Vorderseitenbondingschicht
    23
    Rückseitenbondingschicht
    3
    Trägersubstrat
    301
    Auflagefläche
    302
    Bodenfläche
    31
    Isolierschicht
    32
    Erste Metallschicht
    32A
    Erster Abschnitt
    32B
    Zweiter Abschnitt
    321
    Erste Bondingschicht
    33
    Zweite Metallschicht
    41
    Erster Eingangsanschluss
    411
    Eingangsseitige Bondingfläche
    412
    Eingangsseitige Seitenfläche
    413
    Spitzenfläche
    414
    Seitliche Fläche
    42
    Zweiter Eingangsanschluss
    421
    Eingangsseitige Bondingfläche
    422
    Eingangsseitige Seitenfläche
    423
    Spitzenfläche
    424
    Seitliche Fläche
    43
    Dritter Eingangsanschluss
    431
    Eingangsseitige Bondingfläche
    432
    Eingangsseitige Seitenfläche
    433
    Spitzenfläche
    434
    Seitliche Fläche
    44
    Ausgangsanschluss
    441
    Ausgangsseitige Bondingfläche
    442
    Ausgangsseitige Seitenfläche
    443
    Spitzenfläche
    444
    Seitliche Fläche
    45
    Steueranschluss
    451
    Halter
    452
    Metallstift
    459
    Leitendes Bondingelement
    46A, 46B, 46C, 46D, 46E
    Erster Steueranschluss
    47A, 47B, 47C, 47D
    Zweiter Steueranschluss
    5
    Steueranschlussträger
    51
    Isolierschicht
    52
    Erste Metallschicht
    521
    Erster Abschnitt
    522
    Zweiter Abschnitt
    523
    Dritter Abschnitt
    524
    Vierter Abschnitt
    525
    Fünfter Abschnitt
    53
    Zweite Metallschicht
    59
    Bondingelement
    6
    Leitendes Element
    601
    Erster Abschnitt
    61
    Erstes leitendes Element
    61h
    Öffnung
    62
    Zweites leitendes Element
    62A
    Erster Abschnitt
    62B
    Zweiter Abschnitt
    621
    Erster Verdrahtungsabschnitt
    622
    Zweiter Verdrahtungsabschnitt
    623
    Dritter Verdrahtungsabschnitt
    623a
    Vertiefter Bereich
    623h
    Öffnung
    624
    Vierter Verdrahtungsabschnitt
    625
    Erster Bandabschnitt
    625a
    Vorstehender Bereich
    625h
    Öffnung
    626
    Zweiter Bandabschnitt
    627
    Erste Kante
    628
    Zweite Kante
    63
    Öffnung
    69
    Leitendes Bondingelement
    71
    Erstes leitendes Bondingelement
    711
    Erste Basisschicht
    712
    Erste Schicht
    713
    Zweite Schicht
    72
    Zweites leitendes Bondingelement
    721
    Zweite Basisschicht
    722
    Dritte Schicht
    723
    Vierte Schicht
    731
    Draht
    731a
    Erster Draht
    731b
    Zweiter Draht
    732, 733, 734, 735
    Draht
    8
    Versiegelungsharz
    81
    Harzvorderseite
    82
    Harzrückseite
    831, 832
    Harzseitenfläche
    832a
    Vertiefter Abschnitt
    833, 834
    Harzseitenfläche
    851
    Erster Vorsprung
    851a
    Erste vorstehende Endfläche
    851b
    Vertiefter Abschnitt
    851c
    Innenwandfläche
    852
    Zweite Vorsprung
    86
    Harzhohlraum
    861
    Harzhohlraumkante
    87
    Harzelement
    88
    Harzfüllabschnitt
    91
    Form
    911
    Druckstifte
  • 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
    • JP 2015220382 A [0003]

Claims (19)

  1. Ein Halbleitermodul, aufweisend: ein Trägersubstrat; ein leitendes Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei das leitende Substrat mit dem Trägersubstrat so gebondet ist, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist; mindestens ein Halbleiterelement, das elektrisch mit der Vorderseite gebondet ist und eine Schaltfunktion hat; ein leitendes Element, das einen Pfad eines durch das Halbleiterelement geschalteten Hauptschaltungsstroms bildet und das so angeordnet ist, dass es die Vorderseite in Dickenrichtung gesehen überlappt; und ein Versiegelungsharz mit einer Harzvorderseite und einer Harzrückseite, die in der Dickenrichtung voneinander beabstandet sind, wobei das Versiegelungsharz mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des leitenden Substrats und das Halbleiterelement bedeckt, wobei das leitende Element mit mindestens einer Öffnung ausgebildet ist, die sich in Dickenrichtung gesehen mit der Vorderseite des leitenden Substrats überlappt und sich nicht mit dem Halbleiterelement überlappt.
  2. Halbleitermodul nach Anspruch 1, wobei das leitende Substrat einen ersten leitenden Abschnitt und einen zweiten leitenden Abschnitt aufweist, die in einer ersten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung voneinander beabstandet sind, und wobei das mindestens eine Halbleiterelement ein erstes Halbleiterelement, das elektrisch mit dem ersten leitenden Abschnitt gebondet ist, und ein zweites Halbleiterelement, das elektrisch mit dem zweiten leitenden Abschnitt gebondet ist, aufweist.
  3. Halbleitermodul nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen ersten Eingangsanschluss, der zu einer Seite der ersten Richtung relativ zu dem ersten Halbleiterelement versetzt ist und mit dem ersten leitenden Abschnitt zusammengeführt ist; und wobei der zweite Eingangsanschluss zu der einen Seite der ersten Richtung relativ zu dem ersten Halbleiterelement versetzt ist und mit dem zweiten Halbleiterelement verbunden ist, wobei das leitende Element ein erstes leitendes Element, das mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten leitenden Abschnitt verbunden ist, und ein zweites leitendes Element, das mit dem zweiten Halbleiterelement und dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist, aufweist, und wobei die Öffnung in dem zweiten leitenden Element vorgesehen ist und sich in Dickenrichtung gesehen mit einer Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts überlappt.
  4. Halbleitermodul nach Anspruch 3, ferner aufweisend: einen dritten Eingangsanschluss, wobei das mindestens eine erste Halbleiterelement eine Vielzahl von ersten Halbleiterelementen, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung und zur ersten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist, wobei das mindestens eine zweite Halbleiterelement eine Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen, die in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, aufweist, wobei der dritte Eingangsanschluss zu der einen Seite der ersten Richtung relativ zu der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente versetzt ist und mit der Vielzahl der zweiten Halbleiterelemente verbunden ist, wobei der erste Eingangsanschluss zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem dritten Eingangsanschluss in der zweiten Richtung vorgesehen ist, wobei das zweite leitende Element einen ersten Verdrahtungsabschnitt, einen zweiten Verdrahtungsabschnitt und einen dritten Verdrahtungsabschnitt aufweist, wobei der erste Verdrahtungsabschnitt mit dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, der zweite Verdrahtungsabschnitt mit dem dritten Eingangsanschluss verbunden ist und sich in die erste Richtung erstreckt, der dritte Verdrahtungsabschnitt mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt zusammengeführt ist, sich in die zweite Richtung erstreckt und mit der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen verbunden ist, und wobei die mindestens eine Öffnung eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei die erste Öffnung in einem Bereich des ersten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist und die zweite Öffnung in einem Bereich des zweiten Verdrahtungsabschnitts auf der einen Seite der ersten Richtung vorgesehen ist.
  5. Halbleitermodul nach Anspruch 4, wobei das zweite leitende Element einen vierten Verdrahtungsabschnitt aufweist, der mit dem ersten Verdrahtungsabschnitt und dem zweiten Verdrahtungsabschnitt zusammengeführt ist und sich mit der Vielzahl der ersten Halbleiterelemente in Dickenrichtung gesehen überlappt.
  6. Halbleitermodul nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der dritte Eingangsanschluss in der zweiten Richtung gesehen überlappen.
  7. Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 4 bis 6, ferner aufweisend: einen Ausgangsanschluss, der mit dem zweiten leitenden Abschnitt zusammengeführt ist, einem ersten Steueranschluss zum Steuern der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen und einem zweiten Steueranschluss zum Steuern der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen, wobei das Versiegelungsharz eine Harzseitenfläche aufweist, die mit der Harzvorderseite und der Harzrückseite zusammengeführt ist, wobei der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der dritte Eingangsanschluss jeweils von der Harzseitenfläche vorsteht und eine eingangsseitige Bondingfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist, wobei der Ausgangsanschluss aus der Harzseitenfläche herausragt und eine ausgangsseitige Bondingfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist, wobei der erste Steueranschluss auf der Vorderseite des ersten leitenden Abschnitts angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt, und wobei der zweite Steueranschluss auf der Vorderseite des zweiten leitenden Abschnitts angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt.
  8. Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Trägersubstrat in der Dickenrichtung gesehen eine rechteckige Form hat, und wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in der Nähe von zwei Ecken des Trägersubstrats, in Dickenrichtung gesehen, vorgesehen sind.
  9. Halbleitermodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei das leitende Element aus einem metallplattenartigen Element gebildet ist.
  10. Halbleitermodul nach Anspruch 1, wobei die Vorderseite des leitenden Substrats einen vertieften Abschnitt aufweist, der sich in Dickenrichtung gesehen mit der Öffnung überlappt und der in Dickenrichtung vertieft ist.
  11. Halbleitermodul nach Anspruch 10, wobei das Versiegelungsharz mit einem Harzhohlraum ausgebildet ist, der von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt verläuft.
  12. Halbleitermodul nach Anspruch 11, wobei der Harzhohlraum eine Harzhohlraumkante aufweist, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, der ausgesparte Abschnitt eine Vertiefungskante aufweist, die in Kontakt mit der Vorderseite steht, und die Harzhohlraumkante und die Vertiefungskante miteinander übereinstimmen.
  13. Halbleitermodul nach Anspruch 11 oder 12, ferner aufweisend: ein Harzfüllabschnitt, der den Harzhohlraum ausfüllt.
  14. Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Harzhohlraum so verjüngt ist, dass seine Querschnittsfläche von der Harzvorderseite zu dem vertieften Abschnitt hin abnimmt.
  15. Halbleitermodul nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem Steueranschluss, die elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden sind, wobei das Versiegelungsharz eine Harzseitenfläche aufweist, die mit der Harzvorderseite und der Harzrückseite zusammengeführt ist, wobei der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss aus der seitlichen Harzoberfläche herausragen, wobei der Eingangsanschluss eine eingangsseitige Bondfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist, wobei der Ausgangsanschluss eine ausgangsseitige Bondingfläche aufweist, die zu der einen Seite der Dickenrichtung weist, und wobei der Steueranschluss auf der Vorderseite des leitenden Substrats angeordnet ist und sich entlang der Dickenrichtung erstreckt.
  16. Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 9 bis 15, wobei die Öffnung ein Durchgangsloch ist, das sich in Dickenrichtung erstreckt.
  17. Halbleitermodul nach einem der Ansprüche 1, 2 und 9 bis 15, wobei die Öffnung die Form einer Kerbe hat, die von einer Umfangskante des leitenden Elements, in Dickenrichtung gesehen, vertieft ist.
  18. Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls, das die folgenden Schritte aufweist: - Vorbereiten eines Trägersubstrats; - Bonden eines leitenden Substrats mit dem Trägersubstrat, wobei das leitende Substrat eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, die in einer Dickenrichtung des Trägersubstrats voneinander beabstandet sind, wobei das Bonden so durchgeführt wird, dass die Rückseite dem Trägersubstrat zugewandt ist; - elektrisches Bonden eines Halbleiterelements mit einer Schaltfunktion auf die Vorderseite; - Boden eines leitenden Elements auf das leitende Substrat, wobei das leitende Element einen Pfad eines durch das Halbleiterelement geschalteten Hauptschaltungsstroms bildet, wobei das Bonden so durchgeführt wird, dass das leitende Element die Vorderseite in Dickenrichtung gesehen überlappt; - Pressen des leitenden Substrats mit einem Presselement über eine in dem leitenden Element vorgesehene Öffnung; und - Bilden eines Versiegelungsharzes, das mindestens einen Teil des Trägersubstrats, mindestens einen Teil des leitenden Substrats und das Halbleiterelement bedeckt.
  19. Verfahren zur Herstellung des Halbleitermoduls nach Anspruch 18, wobei das Pressen des leitendeb Substrats mit dem Pressglied einen vertieften Abschnitt in der Vorderseite erzeugt.
DE112021002498.1T 2020-10-14 2021-09-22 Halbleitermodul und verfahren zur herstellung des halbleitermoduls Pending DE112021002498T5 (de)

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JP2020173337 2020-10-14
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