DE19625240B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Akira Fujita
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Abstract

Halbleitervorrichtung, die aufweist:
ein Isoliermetallsubstrat (IM);
einen Leiterrahmen (103a, 103b), der auf dem Isoliermetallsubstrat (IM) ausgebildet ist und erste und zweite Schaltungsabschnitte (PC, SC) aufweist;
eine Leistungsvorrichtung (101), die auf dem ersten Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a) ausgebildet ist; und
eine auf dem zweiten Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (103b) ausgebildete Steuervorrichtung (102) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (101), wobei
das Isoliermetallsubstrat (IM) beinhaltet:
eine Wärmesenke (104) zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung (101) erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nach außen;
eine Isolierschicht (105), die auf einer oberen Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) ausgebildet ist; und
eine Schaltungsmusterschicht (106), die auf der Isolierschicht (105) ausgebildet ist und ein dem ersten Schaltungsabschnitt entsprechendes erstes Schaltungsmuster (PC) und ein dem zweiten Schaltungsabschnitt entsprechendes zweites Schaltungsmuster (SC) aufweist, wobei
der erste Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem ersten Schaltungsmuster...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Halbleitervorrichtung und insbesondere eine Halbleitervorrichtung, die eine Leistungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung aufweist, die auf Leiterrahmen ausgebildet sind.
  • In jüngster Zeit sind Halbleitervorrichtungen des Typs mit einem intelligenten Leistungsmodul (hier im weiteren Verlauf als IPMs abgekürzt) entwickelt worden, welche einen modularen Aufbau aufweisen, der eine Leistungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Leistungsvorrichtung enthält.
  • Derartige firmenintern bekannte IPMs der Anmelderin werden hier im weiteren Verlauf unter Bezugnahme auf die 12 bis 15 erläutert.
  • 12 zeigt eine Querschnittsansicht einer IPM 100, welche ein Beispiel der herkömmlichen IPMs ist. Wie es in 12 gezeigt ist, weist die IPM 100 eine als einen Träger dienende metallische Wärmesenke 3 zum Anbringen einer Leistungsvorrichtung 1 und einer Steuervorrichtung 2 auf ihr und zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 1 erzeugt wird, wenn diese betätigt wird, nach außen auf. DBC- bzw. Direktkontaktierungskupfersubstrate 4a und 4b sind auf eine Hauptoberfläche der Wärmesenke 3 gelötet. In 12 ist mit dem Bezugszeichen SD ein Lot bezeichnet. Die DBC-Substrate 4a und 4b beinhalten eine Platte aus Aluminiumoxidkeramik, die gegenüberliegende Hauptoberflächen aufweist, mit welchen sich Kupferfolien durch Oxidationskontaktierung direkt in Kontakt befinden.
  • Ein vorbestimmtes Schaltungsmuster wird in der Kupferfolienschicht auf einer ersten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 4a ausgebildet, mit welcher sich die Leistungsvorrichtung 1 und ein Hauptanschluß 5 zum Bilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Leistungsvorrichtung 1 und dem Äußeren durch Löten in Übereinstimmung fit dem Schaltungsmuster in Kontakt befinden. Die Leistungsvorrichtung 1 weist einen IGBT bzw. Isolierschicht-Bipolartransistor 1a und eine Freilaufdiode 1b auf. Der Hauptanschluß 5 ist so angeordnet, daß er sich senkrecht zu der ersten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 4a ausdehnt.
  • Ein DBC-Substrat 4c ist auf eine erste Hauptoberfläche des DBC-Substrats 4b gelötet. Die Steuervorrichtung 2 und ein Steueranschluß 6 zum Bilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Steuervorrichtung 2 und dem Äußeren sind durch Löten auf einer ersten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 4c befestigt. Der Steueranschluß 6 ist so angeordnet, daß er sich senkrecht zu der ersten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 4c ausdehnt.
  • Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 2 wird durch einen Aluminiumverbindungsdraht W1 an die Leistungsvorrichtung 1 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 1 sind durch einen Aluminiumverbindungsdraht W2 an den Hauptanschluß 5 angeschlossen. Die Steuervorrichtung 2 ist durch einen Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Steueranschluß 6 verbunden. Der Aluminiumverbindungsdraht W1 bildet eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsvorrichtung 1 und der Steuervorrichtung 2. Ein Aluminiumverbindungsdraht W4 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem IGBT 1a und der Freilaufdiode 1b.
  • Bei der IPM 100, wie sie zuvor beschrieben worden ist, ist die Steuervorrichtung 2 mit dem sich dazwischen befindenden DBC-Substrat 4c über dem DBC-Substrat 4b angeordnet. Ein solcher Aufbau dient dazu, den Einfluß von durch den Betrieb der Leistungsvorrichtung 1 erzeugtem Rauschen auf die Steuervorrichtung 2 zu verringern, wenn die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung 1 sehr hoch ist. Das DBC-Substrat 4c dient als eine Abschirmung bezüglich elektrischem Rauschen. Die IPM 100 weist als ein Erzeugnis zum Beispiel einen Nennausgangsstrom von ungefähr 600 A und eine Nennspannungsfestigkeit von ungefähr 2000 V auf. Die IPM 100, bei der das über dem DBC-Substrat 4b liegende DBC-Substrat 4c als Abschirmung verwendet wird, wird als eine Halbleitervorrichtung des Typs mit zusätzlicher Abschirmungsschicht bezeichnet.
  • 13 zeigt eine Querschnittsansicht einer keine DBC-Substrate aufweisenden IPM 200, welche ein Beispiel der herkömmlichen IPMs ist. Wie es in 13 gezeigt ist, weist die IPM 200 eine als Träger dienende metallische Wärmesenke 13 zum Anordnen einer Leistungsvorrichtung 11 und einer Steuervorrichtung 12 auf ihr und zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 11 erzeugt wird, wenn diese betätigt wird, nach außen auf. Eine aus Epoxidharz oder dergleichen bestehende Isolierschicht 14 ist auf einer Hauptoberfläche der Wärmesenke 13 ausgebildet. Eine Schaltungsmusterschicht 15, die so geformt ist, daß sie einem vorbestimmten Schaltungsmuster entspricht, ist auf einer Hauptoberfläche der Isolierschicht 14 ausgebildet. Die Schaltungsmusterschicht 15 ist zum Beispiel aus Kupfer- und Aluminiumbeschichtungsfolien ausgebildet und ist durch einen speziellen Klebstoff (nicht gezeigt) auf die Hauptoberfläche der Isolierschicht 14 geklebt. Ein plattenähnlicher Körper, der aus der Wärmesenke 13, der Isolierschicht 14 und der Schaltungsmusterschicht 15 besteht, wird als Isoliermetallsubstrat IM bezeichnet.
  • Die Leistungsvorrichtung 11 und ein Hauptanschluß 18 zum Bilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Leistungsvorrichtung 11 und dem Äußeren sind durch Löten in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster auf der' Schaltungsmusterschicht 15 befestigt. In 13 ist mit dem Bezugszeichen SD ein Lot bezeichnet. Die Leistungsvorrichtung 11 weist einen IGBT bzw. Isolierschicht-Bipolartransistor 11a und eine Freilaufdiode 11b auf. Der Hauptanschluß 18 ist so angeordnet, daß er sich senkrecht zu der Hauptober fläche der Schaltungsmusterschicht 15 ausdehnt.
  • Ein Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16, das in entsprechender Beziehung zu der Steuervorrichtung 12 angeordnet ist, ist durch einen speziellen Klebstoff (nicht gezeigt) auf die Schaltungsmusterschicht 15 geklebt. Das Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16 beinhaltet eine elektrisch leitende Schicht 17, die so geformt ist, daß sie dem Schaltungsmuster der Schaltungsmusterschicht 15 entspricht, und die auf einer Hauptoberfläche des Glasgewebeepoxidharzsubstrats 16 ausgebildet ist. Die elektrisch leitende Schicht 17 wird zum Beispiel durch Erwärmen und Befestigen einer Kupferfolie an dem Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16 unter Druck während der Herstellung des Glasgewebeepoxidharzsubstrats 16 ausgebildet.
  • Die Steuervorrichtung 12 und ein Steueranschluß 19 zum Bilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Steuervorrichtung 12 und dem Äußeren sind durch Löten auf der elektrisch leitenden Schicht 17 befestigt. Der Steueranschluß 19 ist so angeordnet, daß er sich senkrecht zu der Hauptoberfläche der elektrisch leitenden Schicht 17 ausdehnt. Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 12 wird durch einen Aluminiumverbindungsdraht W1 an die Leistungsvorrichtung 11 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 11 sind durch einen Aluminiumverbindungsdraht W2 an den Hauptanschluß 18 angeschlossen. Die Steuervorrichtung 12 ist durch einen Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Steueranschluß 19 verbunden. Ein Aluminiumverbindungsdraht W4 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem IGBT 11a und der Freilaufdiode 11b.
  • Bei der IPM 200, wie sie zuvor beschrieben worden ist, ist die Steuervorrichtung 12 auf der elektrisch leitenden Schicht 17 des Glasgewebeepoxidharzsubstrats 16 angeordnet und das Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16 ist auf dem Isoliermetallsubstrat IM angeordnet. Die Isolierschicht 14 und die Schaltungsmusterschicht 15 werden in Kombination als eine erste Schicht bezeichnet und das Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16 und die elektrisch leitende Schicht 17 werden in Kombination als eine zweite Schicht bezeichnet. In diesem Fall wird die Steuervorrichtung 12 durch die ersten und zweiten Schichten vor elektrischem Rauschen geschützt.
  • Ein solcher Aufbau verringert den Einfluß von durch den Betrieb der Leistungsvorrichtung 11 erzeugtem Rauschen auf die Steuervorrichtung 12, wenn die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung 11 verhältnismäßig hoch ist. Die IPM 200 weist als ein Erzeugnis zum Beispiel einen Nennausgangsstrom von 75 A und eine Nennspannungsfestigkeit von ungefähr 1200 V auf. Die IPM 200, welche ein Zweischichtensubstrat verwendet, das aus den ersten und zweiten Schichten besteht, wird als eine Halbleitervorrichtung des Typs mit einem Zweischichtensubstrat bezeichnet.
  • 14 zeigt eine Querschnittsansicht der IPM 200 in der endgültigen Form. Wie es in 14 gezeigt ist, umgibt ein Harzgehäuse 20 das Isoliermetallsubstrat IM, um ein behälterförmiges Gehäuse bzw. einen behälterförmigen Körper auszubilden, das bzw. der einen Boden, der durch das Isoliermetallsubstrat IM definiert ist, und Seitenwände aufweist, die durch das Harzgehäuse 20 definiert sind. Das behälterförmige Gehäuse wird mit einem Silikongel 21 gefüllt, so daß die Leistungsvorrichtung 11 und die Steuervorrichtung 12 darin vergraben sind. Ein Harzdeckel bzw. eine Harzabdeckung 22, der bzw. die zum Beispiel aus Epoxidharz besteht, wird auf dem Silikongel 21 ausgebildet, um das behälterförmige Gehäuse zu schließen. Die IPM 100 ist ähnlich derart aufgebaut, daß das behälterförmige Gehäuse unter Verwendung des Harzgehäuses 20 ausgebildet ist, in welches das Silikongel 21 eingebracht wird, und das Harz wird gehärtet, um das behälterförmige Gehäuse zu schließen.
  • Dieser Aufbau erfordert die getrennte Ausbildung des Harzgehäuses und den Verfahrensschritt zum Anbringen des Harzgehäuses an dem Isoliermetallsubstrat IM oder der Wärmesenke 13. Weiterhin sind das Isoliermetallsubstrat IM und das Zweischichtensubstrat kostspielig, was das Problem der Herstellungskosten verursacht. Um diese Probleme zu lösen, sind kürzlich Halbleitervorrichtungen des preßgespritzten Typs hergestellt worden, welche ein Preßspritzen zum Harzverkapseln ohne die Unkosten des Harzgehäuses verwenden.
  • 15 zeigt eine Querschnittsansicht einer IPM 300, die eine der herkömmlichen Halbleitervorrichtungen des preßgespritzten Typs ist. Wie es in 15 gezeigt ist, sind eine Leistungsvorrichtung 31 und eine Steuervorrichtung 32 in vorbestimmten Positionen auf horizontal angeordneten Leiterrahmen 33a bzw. 33b angeordnet. Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 32 wird durch einen Aluminiumverbindungsdraht W1 an die Leistungsvorrichtung 31 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 31 sind durch einen Aluminiumverbindungsdraht W2 elektrisch an den Leiterrahmen 33a angeschlossen. Die Steuervorrichtung 32 ist durch einen Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Leiterrahmen 33b verbunden.
  • Eine metallische Wärmesenke 34 zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 31 erzeugt wird, wenn diese betätigt wird, nach außen, ist unter den Leiterrahmen 33a und 33b mit einem sich dazwischen befindenden Preßharz MR ausgebildet. Die Wärmesenke 34, die Leiterrahmen 33a und 33b und die Leistungs- und Steuervorrichtungen 31 bzw. 32, die auf den Leiterrahmen 33a bzw. 33b ausgebildet sind, werden in dem Preßharz MR verkapselt. Ein Anordnen der Leistungsvorrichtung 31 und der Steuervorrichtung 32 auf den Leiterrahmen 33a bzw. 33b auf diese Weise ermöglicht ein Harzverkapseln durch Preßspritzen.
  • Bei der durch Preßspritzen in Harz verkapselten IPM 300, wie sie zuvor beschrieben worden ist, wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 31 erzeugt wird, wenn diese betätigt wird, durch das Preßharz MR zu der Wärmesenke 34 übertragen, da das Preßharz MR zwischen dem Leiterrahmen 33a und der Wärmesenke 34 vorhanden ist. Somit leitet die IPM 300 Wärme weniger wirkungsvoll als die IPM 100 und IPM 200 ab und ist nicht in der Lage, die Anforderung nach Leistungsvorrichtungen zu erfüllen, die eine hohe Belastbarkeit aufweisen, wie zum Beispiel die Leistungsvorrichtungen 1 und 11. Die IPM 300 weist als ein Erzeugnis zum Beispiel einen Nennausgangsstrom von ungefähr 30 A und eine Nennspannungsfestigkeit von ungefähr 1200 V auf.
  • Wie es im vorhergehenden Verlauf beschrieben worden ist, müssen die IPM 100 und IPM 200 das Harzgehäuse zum Harzverkapseln verwenden, was den Herstellungsschritt eines Anbringens des Harzgehäuses an dem Isoliermetallsubstrat IM oder der Wärmesenke 3 erfordert. Weiterhin sind das Isoliermetallsubstrat IM und das Zweischichtensubstrat kostspielig (die Kosten des Zweischichtensubstrats betragen das Zweifache oder Dreifache von denen des Isoliermetallsubstrats, das die gleiche Fläche aufweist), was zu dem Problem hoher Herstellungskosten führt.
  • Andererseits erfordert die IPM 300, welche durch Preßspritzen in Harz verkapselt ist, einen einfacheren Harzverkapselungsschritt als die IPM 100 und IPM 200 und ist aufgrund der Verwendung weder des Isoliermetallsubstrats noch des Zweischichtensubstrats billiger. Jedoch leitet die IPM 300, in welcher Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 31 erzeugt wird, durch das Preßharz MR zu der Wärmesenke 34 übertragen wird, Wärme weniger wirkungsvoll als die IPM 100 und IPM 200 ab, was es schwierig macht, die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung 31 zu erhöhen. Für jede Wirkungsgraderhöhung einer Wärmeableitung muß das Preßharz MR zwischen dem Leiterrahmen 33a und der Wärmesenke 34 so dünn und gleichmäßig wie möglich sein, was zwei Preßvorgänge erfordert, was zu einem Problem bei der Herstellbarkeit bzw. Ver arbeitbarkeit führt.
  • Aus der DE 38 14 469 C2 der EP 548 497 A1 und der DE 40 17 697 A1 ist die Verwendung von Leiterrahmen in Verbindung mit Leistungshalbleitern sowie deren Verkapselung mit Kunstharz ohne getrenntes Ausbilden eines Harzgehäuses bekannt, wobei es aus der DE 38 14 469 C2 ebenso bekannt ist, eine Isolierung eines Chipfs mit einer Harzschicht zu erzielen.
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  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß . darin, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche unter Verwendung eines Preßspritzens und verringerten Herstellungskosten ohne Verwendung kostspieliger Komponenten einen einfachen Harzverkapselungsverfahrensschritt erfordert, mit einem erhöhten Wirkungsgrad einer Ableitung von Wärme, die von einer Leistungsvorrichtung erzeugt wird, und mit einer verbesserten Erzeugnisbelastbarkeit.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, 3, 5, 7, 10 oder 13 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, durch den Leiterrahmen, die Schaltungsmusterschicht und die Isolierschicht zu der Wärmesenke übertragen. Dies erzielt Verbesserungen des Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der Anordnung, die das Preßharz zwischen dem Leiterrahmen und der Wärmesenke beinhaltet, was die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung erhöht. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht es, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3 wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, durch den Isolierträgerkörper, der das stark thermisch leitende, elektrisch isolierende Substrat aufweist, zu der Wärmesenke übertragen. Dies erzielt weitere Verbesserungen des Wirkungsgrads einer Wärmeableitung, was die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung weiter erhöht. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5 wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, durch den Isolierträgerkörper, der das stark thermisch leitende, elektrisch isolierende Substrat aufweist, zu der Wärmesenke übertragen. Dies erzielt weitere Verbesserungen des Wirkungsgrads einer Wärmeableitung, was die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung weiter erhöht. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert. Die Wärmesenke kann weggelassen werden, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, 4 und 6 ist der zweite Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens, welcher durch den isolierenden Klebstoff mit dem zweiten Schaltungsmuster verbunden ist, elektrisch von dem zweiten Schaltungsmuster isoliert, welches weiterhin als eine Abschirmung bezüglich elektrischem Rauschen dient. Somit wird die Steuervorrichtung, die auf dem zweiten Schaltungsabschnitt angebracht ist, vor elektrischem Rauschen geschützt. Der isolierende Klebstoff ist billiger als eine andere Isoliereinrichtung, was zu der Verringerung der Herstellungskosten beiträgt.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7 wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nicht durch den Leiterrahmen, sondern direkt zu der Schaltungsmusterschicht des Isoliermetallsubstrats übertragen. Dies erzielt Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der Anordnung, bei der die Wärme durch den Leiterrahmen übertragen wird, was die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung erhöht. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10 wird Wärme, die von der Lei stungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nicht durch den Leiterrahmen, sondern direkt zu der Schaltungsmusterschicht des Isolierträgerkörpers übertragen. Dies erzielt Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der Anordnung, bei der die Wärme durch den Leiterrahmen übertragen wird, was die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung erhöht. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13 wird Wärme, die von der Leistungsvorrichtung erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nicht durch den Leiterrahmen, sondern direkt zu der Schaltungsmusterschicht des Isolierträgerkörpers übertragen. Dies erzielt Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der Anordnung, bei der die Wärme durch den Leiterrahmen übertragen wird. Die Verwendung des Leiterrahmens ermöglicht, daß das Preßspritzen so durchgeführt wird, daß die Herstellungsschritte vereinfacht werden und die Anzahl von Elementen verringert wird, was die Herstellungskosten verringert. Der Bedarf nach der Wärmesenke wird beseitigt, was die Herstellungskosten verringert.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, 11 und 14 ist der Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens, welcher durch den isolierenden Klebstoff mit dem zweiten Schaltungsmuster der Schaltungsmusterschicht verbunden ist, elektrisch von dem zweiten Schaltungsmuster isoliert, welches weiterhin als eine Abschirmung gegenüber elektrischem Rauschen dient. Somit ist die Steuervorrichtung, die auf dem Schaltungsabschnitt angebracht ist, vor elektrischem Rauschen geschützt. Weiterhin ist der isolierende Klebstoff billiger als eine andere Isoliereinrichtung, was zu der Verringerung der Herstellungskosten beiträgt.
  • Bei der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, 12 und 17 ist die obere Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung im wesentlichen zu den oberen Hauptoberflächen des Leiters und des Schaltungsabschnitts des Leiterrahmens bündig. Dies verringert die Höhe der Verbindungsdrähte, die sich zwischen der Leistungsvorrichtung und dem Leiter und dem Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens ausdehnen, was die Herstellungskosten verringert. Ein Harzverkapseln durch Preßspritzen, welches das Einbringen eines Harzes mit einem hohen Druck in die Form beinhaltet, kann bewirken, daß das Harz die Verbindungsdrähte, wenn diese hoch sind, zwingt, nach unten zu fallen, was zu Kontakten zwischen den Verbindungsdrähten und zwischen dem benachbarten Leiter und dem Verbindungsdraht führt, was Ausschuß erzeugt. Die Verringerung der Höhe der Verbindungsdrähte löst das Problem und verbessert eine Herstellungsausbeute.
    •
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ή her erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Querschnittsansicht einer Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Querschnittsansicht einer Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine Querschnittsansicht einer Ausgestaltung der Halbleitervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine Querschnittsansicht einer Halbleiter vorrichtung im firmeninternen Stand der Technik;
  • 13 und 14 Schnittansichten einer anderen Halbleitervorrichtung im firmeninternen Stand der Technik; und
  • 15 eine Querschnittsansicht noch einer anderen Halbleitervorrichtung im firmeninternen Stand der Technik.
  • Im weiteren Verlauf folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird der Aufbau einer Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird nun der Aufbau einer Halbleitervorrichtung des Typs mit einem intelligenten Leistungsmodul (im weiteren Verlauf als IPM abgekürzt) 1000, welches eine Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, sind eine Leistungsvorrichtung 101 und eine Steuervorrichtung 102 in vorbestimmten Positionen auf horizontal angeordneten Leiterrahmen 103a bzw. 103b angeordnet. Die IPM 1000 weist eine als Träger dienende metallische Wärmesenke 104 zum Anordnen der Leiterrahmen 103a und 103b auf ihr und zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 101 erzeugt wird, wenn sie betätigt wird, nach außen auf.
  • Eine Isolierschicht 105, die zum Beispiel aus Epoxidharz besteht, ist auf einer Hauptoberfläche der Wärmesenke 104 ausgebildet. Die Isolierschicht 105 enthält einen geringen Gehalt an Harz, um ihre thermische Leitfähigkeit zu erhöhen. Als ein Beispiel weist die Isolierschicht 105 80 Gewichtsprozent bzw. Gewichts-% von Füllkomponenten auf.
  • Auf einer Hauptoberfläche der Isolierschicht 105 ist eine Schaltungsmusterschicht 106 ausgebildet, die so geformt ist, daß sie einem vorbestimmten Schaltungsmuster entspricht, das sowohl als Abschirmung gegenüber elektrischem Rauschen als auch als Schaltungsmuster dient.
  • Die Schaltungsmusterschicht 106 ist zum Beispiel aus Kupfer- und Aluminiumbeschichtungsfolien ausgebildet und ist durch einen speziellen Klebstoff (nicht gezeigt) auf der Hauptoberfläche der Isolierschicht 105 befestigt. Ein plattenförmiger Körper, der aus der Wärmesenke 104, der Isolierschicht 105 und der Schaltungsmusterschicht 106 besteht, wird als Isoliermetallsubstrat IM bezeichnet.
  • Der Leiterrahmen 103a ist in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster auf die Schaltungsmusterschicht 106 gelötet. In 1 ist mit dem Bezugszeichen SD eine Lotschicht bezeichnet. Die Leistungsvorrichtung 101 ist auf den Leiterrahmen 103a gelötet. Die Leistungsvorrichtung 101 weist einen IGBT bzw. Isolierschicht-Bipolartransistor 101a und eine Freilaufdiode 101b auf.
  • Ein isolierender Klebstoff IA ist in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster auf eine obere Oberfläche der Schaltungsmusterschicht 106 aufgetragen, um den Leiterrahmen 103b auf der Schaltungsmusterschicht 106 zu befestigen. Der isolierende Klebstoff IA beinhaltet einen Klebstoff auf Silikonbasis oder einen Klebstoff auf Epoxidbasis.
  • Die Steuervorrichtung 102 ist auf den Leiterrahmen 103b gelötet (obgleich die Lotschicht nicht gezeigt ist). Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 102 wird durch einen Aluminiumverbindungsdraht W1, der mittels eines Drahtkontaktierens vorgesehen ist, an die Leistungsvorrichtung 101 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 101 sind durch einen Aluminiumverbindungsdraht W2 elektrisch mit dem Leiterrahmen 103a verbunden. Die Steuervorrichtung 102 ist durch einen Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Leiterrahmen 103b verbunden. Ein Aluminiumverbindungsdraht W4 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem IGBT 101a und der Freilaufdiode 101b.
  • Wie es in 1 dargestellt ist, ist die IPM 1000, mit Ausnahme einer unteren Oberfläche der Wärmesenke 104 (die Oberfläche der Wärmesenke 104, die den Leiterrahmen 103a und 103b gegenüberliegt) und Teilen der Leiterrahmen 103a und 103b, welche nach dem Formungs- bzw. Preßverfahren als externe Leiter dienen, in Preßharz MR verkapselt.
  • 2 zeigt eine Draufsicht der IPM 1000. 1 zeigt eine Querschnittsansicht, die in der Richtung der Pfeile A-A in 2 genommen ist. Zum Zwecke der Vereinfachung ist das Preßharz MR in 2 nicht gezeigt.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Leiterrahmen 103a ein Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC und einen Rahmen FR, der an eine Gruppe von Leitern L1 angeschlossen ist, die sich von dem Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC ausdehnen. Der Leiterrahmen 103b beinhaltet ein Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC und einen Rahmen FR, der an eine Gruppe von Leitern L2 angeschlossen ist, die sich von dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC ausdehnen. Der Aufbau in 2 ist Teil des Leiterrahmens und der Leiterrahmen weist in der Praxis eine Mehrzahl von ähnlichen Aufbauten auf.
  • Die Schaltungsmusterschicht 106 beinhaltet ein Paar von getrennten Teilen; ein Teil, das mit dem Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC verbunden ist und ein Teil, das mit dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC verbunden ist. Wenn die Schaltungsmusterschicht 106 als Abschirmung gegenüber elektrischem Rauschen verwendet wird, ist das Teil, das mit dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC verbunden ist, an Massepotential angeschlossen.
  • Die zwei Rahmen FR sind parallel angeordnet und durch zwei Verbindungselemente JM miteinander verbunden. Die Leitergruppen L1 und L2, die sich von dem Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC bzw. dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC ausdehnen, und die Verbindungselemente JM sind integral mit dem Rahmen FR ausgebildet. Durchgangslöcher, die in den rechten und linken Endteilen des Isoliermetallsubstrats IM ausgebildet sind, sind vorgesehen, um die IPM 1000 mit Schrauben mit einer externen Wärmesenke oder dergleichen zu verbinden, wenn die IPM 1000 verwendet wird. Das gleiche gilt für andere Ausführungsbeispiele.
  • Ein Befestigen der Leiterrahmen 103a und 103b, die solche Anordnungen aufweisen, auf der Schaltungsmusterschicht 106 ermöglicht ein Harzverkapseln durch Preßspritzen.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung der charakteristischen Funktions- und Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ermöglicht ein Verbinden der Leiterrahmen 103a und 103b mit dem Isoliermetallsubstrat IM, daß Wärme, die während eines Betriebs von der Leistungsvorrichtung 101 erzeugt wird, durch die Lotschicht SD, die Schaltungsmusterschicht 106, die aus Kupfer- und Aluminiumbeschichtungsfolien ausgebildet ist, und die Isolierschicht 105 einer hohen thermischen Leitfähigkeit zu der Wärmesenke 104 übertragen wird, was Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der IPM 300 erzielt, die das Preßharz zwischen den Leiter rahmen und der Wärmesenke beinhaltet. Dies erhöht die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung 101. Zum Beispiel kann die IPM 1000 als ein Erzeugnis einen Nennausgangsstrom von ungefähr 75 A und eine Nennspannungsfestigkeit von ungefähr 1200 V aufweisen.
  • Der isolierende Klebstoff IA wird verwendet, um den Leiterrahmen 103b mit der Schaltungsmusterschicht 106 zu verbinden. Dies isoliert den Leiterrahmen 103b elektrisch von der Schaltungsmusterschicht 106, welche weiterhin als Abschirmung gegenüber elektrischem Rauschen dient. Somit ist die Steuervorrichtung 102, die auf dem Leiterrahmen 103b angeordnet ist, vor elektrischem Rauschen geschützt. Obgleich die IPM 100 und IPM 200, welche als die herkömmlichen Halbleitervorrichtungen dargestellt worden sind, ebenso so aufgebaut sind, daß sie die Steuervorrichtung vor elektrischem Rauschen schützen, verwendet die IPM 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung den billigeren isolierenden Klebstoff, um niedrigere Herstellungskosten als bei der IPM 100, welche das DBC- bzw. Direktkontaktierungskupfersubstrat 4c zur elektrischen Isolation verwendet, und bei der IPM 200 zu erzielen, welche die zweite Schicht, die aus dem Glasgewebeepoxidharzsubstrat 16 und der elektrisch leitenden Schicht 17 besteht, zur elektrischen Isolation verwendet.
  • Ein Befestigen der Leiterrahmen 103a und 103b auf der Schaltungsmusterschicht 106 ermöglicht ein Harzverkapseln durch Preßspritzen. Außerdem beseitigt das Nichtvorhandensein des Preßharzes zwischen den Leiterrahmen und der Wärmesenke den Bedarf; zwei getrennte Preßspritzverfahren der IPM 300 durchzuführen, welche eine herkömmliche Halbleitervorrichtung ist, sondern erfordert lediglich ein einziges Preßspritzverfahren.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer ersten Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Leiterrahmen 103b unter Verwendung des isolierenden Klebstoffs IA mit der Schaltungsmusterschicht 106 verbunden. Wenn jedoch kein Bedarf besteht, die Steuervorrichtung 102, die auf dem Leiterrahmen 103b angeordnet ist, vor elektrischem Rauschen zu schützen, kann anstelle des isolierenden Klebstoffs IA ein Lot verwendet werden, um den Leiterrahmen 103b mit der Schaltungsmusterschicht 106 zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung muß die Lotschicht SD so geformt sein, daß sie der Schaltungsmustergestaltung entspricht, um eine elektrische Leitung zwischen den einzelnen Schaltungsmustern durch das Lot zu verhindern.
  • Nachstehend erfolgt eine zweite Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Das erste Ausführungsbeispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ist für Verbesserungen einer Erzeugnisbelastbarkeit der IPM 300, welche die herkömmliche Halbleitervorrichtung ist, gedacht. Eine zweite Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels, die in 3 gezeigt ist, ist in der Form einer Verringerung von Herstellungskosten durch eine Verringerung der Anzahl von Elementen der IPM 300 ausgeführt.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Leistungsvorrichtung 101 und die Steuervorrichtung 102 in vorbestimmten Positionen auf den horizontal angeordneten Leiterrahmen 103a bzw. 103b angeordnet. Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 102 wird durch den Aluminiumverbindungsdraht W1 an die Leistungsvorrichtung 101 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 101 sind durch den Aluminiumverbindungsdraht W2 elektrisch mit dem Leiterrah men 103a verbunden. Die Steuervorrichtung 102 ist durch den Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Leiterrahmen 103b verbunden. Die IPM in 3 ist mit Ausnahme von Teilen der Leiterrahmen 103a und 103b, welche nach dem Formungsverfahren als externe Leiter dienen, in dem Preßharz MR verkapselt.
  • Ein solcher Aufbau beseitigt den Bedarf nach der Wärmesenke 104, der Isolierschicht 105 und der Schaltungsmusterschicht 106, was die Herstellungskosten verringert. Wenn die IPM in 3 verwendet wird, wird die untere Oberfläche des Preßharzes MR (die Oberfläche des Preßharzes MR, die den Leiterrahmen 103a und 103b gegenüberliegt) mit einer externen Wärmesenke verbunden, um Wärme abzuleiten.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird der Aufbau einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird der Aufbau einer IPM 2000, welche die Halbleitervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist ein Leiterrahmen 203a durch Löten in Übereinstimmung mit einem Schaltungsmuster auf einer Schaltungsmusterschicht 106 befestigt. In 4 ist mit dem Bezugszeichen SD eine Lotschicht bezeichnet. Eine Leistungsvorrichtung 101 ist direkt auf die Schaltungsmusterschicht 106 gelötet. Ein isolierender Klebstoff IA wird in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster auf eine obere Oberfläche der Schaltungsmusterschicht 106 aufgetragen, um einen Leiterrahmen 203b auf der Schaltungsmusterschicht 106 zu befestigen. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um Elemente zu bezeichnen, die zu denen der IPM 1000, die in 1 gezeigt ist, identisch sind, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
  • 5 zeigt eine Draufsicht der IPM 2000. 4 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Richtung der Pfeile A-A in 5 genommen ist. Zum Zwecke der Vereinfachung ist ein Preßharz MR in 5 nicht gezeigt.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, beinhaltet der Leiterrahmen 203a kein Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC und eine Leitergruppe L1, die sich von dem Rahmen FR ausdehnt, ist mit der oberen Oberfläche der Schaltungsmusterschicht 106 verbunden.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung der charakteristischen Funktions- und Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ermöglicht ein direktes Befestigen der Leistungsvorrichtung 101 auf der Schaltungsmusterschicht 106, daß Wärme, die während eines Betriebs von der Leistungsvorrichtung 101 erzeugt wird, nicht durch den Leiterrahmen 203a, sondern direkt zu der Schaltungsmusterschicht 106 übertragen wird, was Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der IPM 1000 erzielt, bei der die Wärme durch den Leiterrahmen 203a übertragen wird.
  • Die Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung 101 kann zu den Hauptoberflächen der Leiterrahmen 203a und 203b im wesentlichen bündig sein, um die Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte zu verringern, die sich von der Leistungsvorrichtung 101 zu den Leiterrahmen 203a und 203b ausdehnen, was die Herstellungskosten verringert.
  • Weiterhin beinhaltet das Harzverkapseln durch Preßspritzen ein Einbringen eines Harzes mit einem hohen Druck in die Form. In diesem Fall kann die erhöhte Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte bewirken, daß das Harz die Aluminiumverbindungsdrähte zwingt, nach unten zu fallen, was zu Kontakten zwischen den Aluminiumverbindungsdrähten und zwischen dem benachbarten Leiter und Aluminiumverbindungsdraht führt, was Ausschuß erzeugt. Die verringerte Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte löst das Problem und verbessert eine Herstellungsausbeute.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ist der Leiterrahmen 203b unter Verwendung des isolierenden Klebstoffs IA mit der Schaltungsmusterschicht 106 verbunden. Wenn jedoch kein Bedarf besteht, die Steuervorrichtung 102, die auf dem Leiterrahmen 203b angeordnet ist, vor elektrischem Rauschen zu schützen, kann anstelle des isolierenden Klebstoffs IA ein Lot verwendet werden, um den Leiterrahmen 203b mit der Schaltungsmusterschicht 106 zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung muß die Lotschicht SD so geformt sein, daß sie der Schaltungsmustergestaltung entspricht, um eine elektrische Leitung zwischen den einzelnen Schaltungsmustern durch das Lot zu verhindern.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird der Aufbau einer Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird der Auf bau einer IPM 3000, welches die Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
  • Wie es in 6 gezeigt ist, sind eine Leistungsvorrichtung 301 und eine Steuervorrichtung 302 in vorbestimmten Positionen auf horizontal angeordneten Leiterrahmen 103a bzw. 103b angeordnet. Die IPM 3000 weist eine als Träger dienende metallische Wärmesenke 104 zum Anordnen der Leiterrahmen 103a und 103b auf ihr und zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung 301 erzeugt wird, wenn diese betätigt wird, nach außen auf.
  • Ein DBC- bzw. Direktkontaktierungskupfersubstrat 305 ist durch Löten auf der Hauptoberfläche der Wärmesenke 104 befestigt. In 6 ist mit dem Bezugszeichen SD eine Lotschicht bezeichnet. Das DBC-Substrat 305 beinhaltet eine Platte aus Aluminiumoxidkeramik (Al2O3), die gegenüberliegende Hauptoberflächen aufweist, mit welchen Kupferfolien durch Oxidationskontaktierung direkt verbunden sind. Die Aluminiumoxidkeramikplatte kann durch eine Platte aus Aluminiumnitrid (AlN) ersetzt werden. Wenn die Aluminiumnitridplatte verwendet wird, sind jedoch die Kupferfolien durch einen Klebstoff mit der Aluminiumnitridplatte verbunden.
  • Die Kupferfolienschicht auf einer ersten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 305 weist ein vorbestimmtes Schaltungsmuster auf, um eine Schaltungsmusterschicht 306 auszubilden. Die Kupferfolienschicht auf einer zweiten Hauptoberfläche des DBC-Substrats 305 wirkt als eine elektrisch leitende Schicht 307 zur Erleichterung eines Lötens an die Wärmesenke 104.
  • Die Leiterrahmen 103a und 103b sind in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster mit der Schaltungsmusterschicht 306 des DBC-Substrats 305 verbunden. Der Leiterrahmen 103a ist durch Löten mit der Schaltungsmusterschicht 306 verbunden. In 6 ist mit dem Bezugszeichen SD eine Lotschicht bezeichnet. Die Leistungsvorrichtung 301 ist auf den Leiterrahmen 103a gelötet. Die Leistungsvorrichtung 301 weist einen IGBT 301a und eine Freilaufdiode 301b auf. Die elektrisch leitende Schicht 307 des DBC-Substrats 305 ist an die Wärmesenke 104 gelötet.
  • Der Leiterrahmen 103b ist durch einen isolierenden Klebstoff IA mit der Schaltungsmusterschicht 306 verbunden. Die Steuervorrichtung 302 ist durch Löten auf dem Leiterrahmen 103b befestigt (obgleich die Lotschicht nicht gezeigt ist). Ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 302 wird durch einen Aluminiumverbindungsdraht W1, der mittels eines Drahtkontaktierens vorgesehen ist, an die Leistungsvorrichtung 301 angelegt. Ein Eingang und ein Ausgang der Leistungsvorrichtung 301 sind durch einen Aluminiumverbindungsdraht W2 elektrisch mit dem Leiterrahmen 103a verbunden. Die Steuervorrichtung 302 ist durch einen Aluminiumverbindungsdraht W3 elektrisch mit dem Leiterrahmen 103b verbunden. Ein Aluminiumverbindungsdraht W4 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem IGBT 301a und der Freilaufdiode 301b. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um Elemente zu bezeichnen, die zu denen der IPM 1000, die in 1 gezeigt ist, identisch sind, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
  • 7 zeigt eine Draufsicht der IPM 3000. 6 zeigt eine Querschnittsansicht, die in der Richtung der Pfeile A-A in 7 genommen ist. Zum Zwecke der Vereinfachung ist ein Preßharz MR in 7 nicht gezeigt.
  • Ein Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC und ein Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC der Leiterrahmen 103a und 103b sind so angeordnet, daß sie der Schaltungsmusterschicht 306 auf dem DBC-Substrat 305 entsprechen, wλe es in 7 gezeigt ist.
  • Die Schaltungsmusterschicht 306 beinhaltet ein Paar von getrennten Teilen: ein Teil, das mit dem Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC verbunden ist, und ein Teil, das mit dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC verbunden ist. Wenn die Schaltungsmusterschicht 306 als Abschirmung gegenüber elektrischem Rauschen verwendet wird, ist das Teil, das mit dem Steuervorrichtungsschaltungsmuster SC verbunden ist, an Massepotential angeschlossen.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung der charakteristischen Funktions- und Wirkungsweise des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ermöglicht ein Befestigen der Leiterrahmen 103a und 103b auf dem DBC-Substrat 305, daß Wärme, die während eines Betriebs von der Leistungsvorrichtung 301 erzeugt wird, durch die Lotschicht SD und das DBC-Substrat 305 zu der Wärmesenke 104 übertragen wird. Die Platte aus Aluminiumoxidkeramik (Al2O3) oder die Platte aus Aluminiumnitrid (AlN), die das DBC-Substrat 305 ausbilden, weisen eine bessere thermische Leitfähigkeit als Epoxidharz auf, was Verbesserungen eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der IPM 1000 und IPM 2000 erzielt, die die Isolierschicht 105 aus Epoxidharz aufweisen, die auf der Wärmesenke 104 ausgebildet ist. Dies erhöht die Belastbarkeit der Leistungsvorrichtung 301. Zum Beispiel kann die IPM 3000 als ein Erzeugnis einen Nennausgangsstrom von ungefähr 600 A und eine Nennspannungsfestigkeit von ungefähr 2000 V aufweisen. Beispielhafte Daten von thermischen Leitfähigkeiten in einer Einheit von W/(m·K) sind erzielt worden, bei denen die thermischen Leitfähigkeiten von Aluminiumoxidkeramik und Aluminiumnitrid 21 bzw. 130 betragen, während die thermische Leitfähigkeit von Epoxidharz 3 beträgt.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer ersten Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ist der Leiterrahmen 103b unter Verwendung des isolierenden Klebstoffs IA mit der Schaltungsmusterschicht 306 verbunden. Wenn jedoch kein Bedarf besteht, die Steuervorrichtung 302, die auf dem Leiterrahmen 103b angeordnet ist, vor elektrischem Rauschen zu schützen, kann anstelle des isolierenden Klebstoffs IA ein Lot verwendet werden, um den Leiterrahmen 103b mit der Schaltungsmusterschicht 306 zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung muß die Lotschicht SD so geformt sein, daß sie der Schaltungsmustergestaltung entspricht, um eine elektrische Leitung zwischen den einzelnen Schaltungsmustern durch das Lot zu verhindern.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer zweiten Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das DBC-Substrat 305 auf der Wärmesenke 104 angeordnet, die als sein Träger dient. Das DBC-Substrat 305 kann jedoch ohne Verwendung der Wärmesenke 104 als Träger verwendet werden.
  • 8 stellt die zweite Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels dar. Wie es in 8 gezeigt ist, ist die untere Oberfläche des DBC-Substrats 305 (die Oberfläche des DBC-Substrats 305, die den Leiterrahmen 103a und 103b gegenüberliegt) nicht mit dem Preßharz MR bedeckt, sondern die elektrisch leitende Schicht 307 des DBC-Substrats 305 ist freigelegt.
  • Ein solcher Aufbau beseitigt den Bedarf nach der Wärmesenke 104, was die Herstellungskosten verringert. Wenn die IPM verwendet wird, ist die elektrisch leitende Schicht 307 des DBC-Substrats 305 mit einer externen Wärmesenke, die nicht gezeigt ist, verbunden, um Wärme abzuleiten.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird der Aufbau einer Vorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 wird der Aufbau einer IPM 4000, welches die Halbleitervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, ist ein Leiterrahmen 203a in Übereinstimmung mit einem Schaltungsmuster einer Schaltungsmusterschicht 306 an die Schaltungsmusterschicht 306 eines DBC-Substrats 305 gelötet. Eine Leistungsvorrichtung 301 ist durch Löten direkt auf der Schaltungsmusterschicht 306 befestigt.
  • Ein isolierender Klebstoff IA wird in Übereinstimmung mit dem Schaltungsmuster auf die obere Oberfläche der Schaltungsmusterschicht 306 aufgetragen, um einen Leiterrahmen 203b mit der Schaltungsmusterschicht 306 zu verbinden. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um Elemente zu bezeichnen, die zu denen der IPM 3000, die in 6 gezeigt ist, identisch sind, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
  • 10 zeigt eine Draufsicht der IPM 4000. 9 zeigt eine Querschnittsansicht, die in der Richtung der Pfeile A-A in 10 genommen ist. Zum Zwecke der Verein fachung ist ein Preßharz MR in 10 nicht gezeigt.
  • Wie es in 10 gezeigt ist, weist der Leiterrahmen 203a kein Leistungsvorrichtungsschaltungsmuster PC auf und eine Leitergruppe L1, die sich von einem Rahmen FR ausdehnt, ist an das Schaltungsmuster der Schaltungsmusterschicht 306 angeschlossen.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung der charakteristischen Funktions- und Wirkungsweise des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ermöglicht ein direktes Befestigen der Leistungsvorrichtung 301 auf der Schaltungsmusterschicht 306, dass Wärme, die während eines Betriebs von der Leistungsvorrichtung 301 erzeugt wird, nicht durch den Leiterrahmen 203a, sondern direkt zu der Schaltungsmusterschicht 306 übertragen wird, was Verbesserungen- eines Wirkungsgrads einer Wärmeableitung gegenüber der IPM 3000 erzielt, bei der Wärme durch den Leiterrahmen 203a übertragen wird.
  • Die Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung 301 ist zu den Hauptoberflächen der Leiterrahmen 203a und 203b im Wesentlichen bündig. Dies verringert die Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte, die sich von der Leistungsvorrichtung 301 zu den Leiterrahmen 203a und 203b ausdehnen, was die Herstellungskosten verringert.
  • Weiterhin beinhaltet das Harzverkapseln durch Preßspritzen ein Einbringen eines Harzes mit einem hohen Druck in die Form. In diesem Fall kann die erhöhte Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte bewirken, daß das Harz die Aluminiumverbindungsdrähte zwingt, nach unten zu fallen, was zu Kontakten zwischen den Aluminiumverbindungsdrähten und zwischen dem benachbarten Leiter und Aluminiumverbindungsdraht führt, was Ausschuß erzeugt. Die verringerte Höhe der Aluminiumverbindungsdrähte löst das Problem und verbessert eine Herstellungsausbeute.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer ersten Ausgestaltung des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es zuvor beschrieben worden ist, ist der Leiterrahmen 203b unter Verwendung des isolierenden Klebstoffs IA mit der Schaltungsmusterschicht 306 verbunden. Wenn jedoch kein Bedarf besteht, die Steuervorrichtung 302, die auf dem Leiterrahmen 203b angeordnet ist, vor elektrischem Rauschen zu schützen, kann anstelle des isolierenden Klebstoffs IA ein Lot verwendet werden, um den Leiterrahmen 203b mit der Schaltungsmusterschicht 306 zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung muß die Lotschicht SD so geformt sein, daß sie der Schaltungsmustergestaltung entspricht, um eine elektrische Leitung zwischen den einzelnen Schaltungsmustern durch das Lot zu verhindern.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer zweiten Ausgestaltung des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das DBC-Substrat 305 auf der Wärmesenke 104 angeordnet, die als sein Träger dient. Jedoch kann das DBC-Substrat 305 ohne Verwendung der Wärmesenke 104 als Träger verwendet werden.
  • 11 stellt die zweite Ausgestaltung des vierten Ausführungsbeispiels dar. Wie es in 11 gezeigt ist, ist die untere Oberfläche des DBC-Substrats 305 (die Oberfläche des DBC-Substrats 305, die den Leiterrahmen 203a und 203b gegenüberliegt) nicht mit dem Preßharz MR bedeckt, sondern die elektrisch leitende Schicht 307 des DBC-Substrats 305 ist freigelegt.
  • Eine solche Anordnung beseitigt den Bedarf nach der Wärmesenke 104, was die Herstellungskosten verringert. Wenn die IPM verwendet wird, ist die elektrisch leitende Schicht 307 auf der unteren Oberfläche des DBC-Substrats mit einer externen Wärmesenke, die nicht gezeigt ist, verbunden, um Wärme abzuleiten.
  • In der vorhergehenden Beschreibung wird eine Halbleitervorrichtung offenbart, welche Preßspritzen verwendet, um einen Harzverkapselungsschritt zu vereinfachen, was Herstellungskosten ohne Verwendung teurer Elemente verringert und welche einen verbesserten Wirkungsgrad einer Ableitung von Wärme, die von einer Leistungsvorrichtung erzeugt wird, und eine verbesserte Erzeugnisbelastbarkeit aufweist. Die Leistungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung sind in vorbestimmten Positionen auf jeweiligen horizontal angeordneten Leiterrahmen angeordnet. Eine Isolierschicht aus Epoxidharz oder dergleichen ist auf einer Hauptoberfläche einer Wärmesenke ausgebildet und eine Schaltungsmusterschicht, die auf einer Hauptoberfläche der Isolierschicht ausgebildet ist, ist so geformt, daß sie einem vorbestimmten Schaltungsmuster entspricht. Die Leiterrahmen sind auf der Schaltungsmusterschicht angeordnet.

Claims (17)

  1. Halbleitervorrichtung, die aufweist: ein Isoliermetallsubstrat (IM); einen Leiterrahmen (103a, 103b), der auf dem Isoliermetallsubstrat (IM) ausgebildet ist und erste und zweite Schaltungsabschnitte (PC, SC) aufweist; eine Leistungsvorrichtung (101), die auf dem ersten Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a) ausgebildet ist; und eine auf dem zweiten Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (103b) ausgebildete Steuervorrichtung (102) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (101), wobei das Isoliermetallsubstrat (IM) beinhaltet: eine Wärmesenke (104) zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung (101) erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nach außen; eine Isolierschicht (105), die auf einer oberen Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) ausgebildet ist; und eine Schaltungsmusterschicht (106), die auf der Isolierschicht (105) ausgebildet ist und ein dem ersten Schaltungsabschnitt entsprechendes erstes Schaltungsmuster (PC) und ein dem zweiten Schaltungsabschnitt entsprechendes zweites Schaltungsmuster (SC) aufweist, wobei der erste Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem ersten Schaltungsmuster befestigt ist und der zweite Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) freigelegt ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Schaltungsabschnitt (SC) und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  3. Halbleitervorrichtung, die aufweist: einen Isolierträgerkörper; einen Leiterrahmen (103a, 103b), der auf dem Isolierträgerkörper ausgebildet ist und erste und zweite Schaltungsabschnitte (PC, SC) aufweist; eine Leistungsvorrichtung (301), die auf dem ersten Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a) ausgebildet ist; eine auf dem zweiten Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (103b) ausgebildete Steuervorrichtung (302) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (301); und eine mit einer unteren Hauptoberfläche des Isolierträgerkörpers verbundene Wärmesenke (104) zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung (301) erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nach außen, wobei der Isolierträgerkörper beinhaltet: ein thermisch leitendes, elektrisch isolierendes Substrat (305); eine Schaltungsmusterschicht (306), die auf dem elektrisch isolierenden Substrat (305) ausgebildet ist und ein dem ersten Schaltungsabschnitt (PC) entsprechendes erstes Schaltungsmuster und ein dem zweiten Schaltungsabschnitt (SC) entsprechendes zweites Schaltungsmuster aufweist; und eine elektrisch leitende Schicht (307), die auf einer unteren Hauptoberfläche des elektrisch isolierenden Substrats (305) ausgebildet ist und mit einer oberen Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) verbunden ist, wobei der erste Schaltungsabschnitt (PC) des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem ersten Schaltungsmuster befestigt ist und der zweite Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der Wärmesenke (304) freigelegt ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Schaltungsabschnitt (SC) und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  5. Halbleitervorrichtung, die aufweist: einen Isolierträgerkörper; einen Leiterrahmen (103a, 103b), der auf dem Isolierträgerkörper ausgebildet ist und erste und zweite Schaltungsabschnitte aufweist; eine Leistungsvorrichtung (301), die auf dem ersten Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (103a) ausgebildet ist; und eine auf dem zweiten Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (103b) ausgebildete Steuervorrichtung (302) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (301), wo bei der Isolierträgerkörper beinhaltet: ein thermisch leitendes, elektrisch isolierendes Substrat (305); eine Schaltungsmusterschicht (306), die auf dem elektrisch isolierenden Substrat (305) ausgebildet ist und ein dem ersten Schaltungsabschnitt entsprechendes erstes Schaltungsmuster und ein dem zweiten Schaltungsabschnitt entsprechendes zweites Schaltungsmuster aufweist; und eine elektrisch leitende Schicht (307), die auf einer unteren Hauptoberfläche des elektrisch isolierenden Substrats (305) ausgebildet ist, wobei der erste Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem ersten Schaltungsmuster befestigt ist und der zweite Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (103a, 103b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der elektrisch leitenden Schicht (307) freigelegt ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Schaltungsabschnitt und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  7. Halbleitervorrichtung, die aufweist: ein Isoliermetallsubstrat (IM); einen Leiterrahmen (203a, 203b), der auf dem Isoliermetallsubstrat (IM) ausgebildet ist und einen vorbestimmten Schaltungsabschnitt (SC) aufweist; eine Leistungsvorrichtung (101), die auf dem Isoliermetallsubstrat (IM) ausgebildet ist; und eine auf dem Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) ausgebildete Steuervorrichtung (102) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (101), wobei der Leiterrahmen (203a, 203b) weiterhin einen Leiter (L1) beinhaltet, der mit der Leistungsvorrichtung (101) verbunden ist, wobei das Isoliermetallsubstrat (IM) beinhaltet: eine Wärmesenke (104) zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung (101) erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nach außen; eine Isolierschicht (105), die auf der Wärmesenke (104) ausgebildet ist; und eine Schaltungsmusterschicht (106), die auf der Isolierschicht (105) ausgebildet ist und ein erstes Schaltungsmuster, das direkt mit der Leistungsvorrichtung (101) verbunden ist, und ein zweites Schaltungsmuster aufweist, das dem vorbestimmten Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) entspricht, wobei der vorbestimmte Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist und der Leiter (L1) mit dem ersten Schaltungsmuster verbunden ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) freigelegt ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schaltungsabschnitt (SC) und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Leistungsvorrichtung (101) derart mit dem Isoliermetallsubstrat (IM) verbunden ist, daß eine obere Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung (101) zu oberen Hauptoberflächen des Leiters (L1) und des Schaltungsabschnitts (SC) im Wesentlichen bündig ist.
  10. Halbleitervorrichtung, die aufweist: einen Isolierträgerkörper; einen Leiterrahmen (203a, 203b), der auf dem Isolierträgerkörper ausgebildet ist und einen vorbestimmten Schaltungsabschnitt (SC) aufweist; eine Leistungsvorrichtung (301), die auf dem Isolierträgerkörper ausgebildet ist; eine auf dem Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) ausgebildete Steuervorrichtung (302) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (301); und eine mit einer unteren Hauptoberfläche des Isolierträgerkörpers verbundene Wärmesenke (104) zum Ableiten von Wärme, die von der Leistungsvorrichtung (301) erzeugt wird, wenn sich die Halbleitervorrichtung in Betrieb befindet, nach außen, wobei der Leiterrahmen (203a) weiterhin einen Leiter (L1) beinhaltet, der mit der Leistungsvorrichtung (301) verbunden ist, wobei der Isolierträgerkörper beinhaltet: ein thermisch leitendes, elektrisch isolierendes Substrat (305); eine Schaltungsmusterschicht (306), die auf dem elektrisch isolierenden Substrat (305) ausgebildet ist und ein erstes Schaltungsmuster, das direkt mit der Leistungsvorrichtung (301) verbunden ist, und ein zweites Schaltungsmuster aufweist, das dem vorbestimmten Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) entspricht; und eine elektrisch leitende Schicht (307), die auf einer unteren Hauptoberfläche des elektrisch isolierenden Substrats (305) ausgebildet ist und mit einer oberen Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) verbunden ist, wobei der vorbestimmte Schaltungsabschnitt (SC) des Leiterrahmens (203b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist und der Leiter (L1) mit dem ersten Schaltungsmuster verbunden ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der Wärmesenke (104) freigelegt ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Schaltungsabschnitt (SC) und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsvorrichtung (301) derart mit dem Isolierträgerkörper verbunden ist; daß eine obere Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung (301) zu oberen Hauptoberflächen des Leiters (L1) und des Schaltungsabschnitts (SC) im Wesentlichen bündig ist.
  13. Halbleitervorrichtung, die aufweist: einen Isolierträgerkörper; einen Leiterrahmen (203a, 203b), der auf dem Isolierfrägerkörper ausgebildet ist und einen vorbestimmten Schaltungsabschnitt aufweist; eine Leistungsvorrichtung (301), die auf dem Isolierträgerkörper ausgebildet ist; und eine auf dem Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (203b) ausgebildete Steuervorrichtung (302) zum Steuern der Leistungsvorrichtung (301), wobei der Leiterrahmen (203a) weiterhin einen Leiter beinhaltet, der mit der Leistungsvorrichtung (301) verbunden ist, wobei der Isolierträgerkörper beinhaltet: ein thermisch leitendes, elektrisch isolierendes Substrat (305); eine Schaltungsmusterschicht (306), die auf dem elektrisch isolierenden Substrat (305) ausgebildet ist und ein erstes Schaltungsmuster, das direkt mit der Leistungsvorrichtung (301) verbunden ist, und ein zweites Schaltungsmuster aufweist, das dem vorbestimmten Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (203b) entspricht; und eine elektrisch leitende Schicht (307), die auf einer unteren Hauptoberfläche des elektrisch isolierenden Substrats (305) ausgebildet ist, wobei der vorbestimmte Schaltungsabschnitt des Leiterrahmens (203b) auf dem zweiten Schaltungsmuster befestigt ist und der Leiter mit dem ersten Schaltungsmuster verbunden ist, und die Halbleitervorrichtung durch Preßspritzen derart in Harz (MR) verkapselt ist, daß eine untere Hauptoberfläche der elektrisch leitenden Schicht (307) freigelegt ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Schaltungsabschnitt und das zweite Schaltungsmuster durch einen isolierenden Klebstoff (IA) miteinander verbunden sind.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der isolierende Klebstoff (IA) ein Klebstoff auf Silikonbasis ist.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der isolierende Klebstoff (IA) ein Klebstoff auf Epoxidbasis ist.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Leistungsvorrichtung (301) derart mit dem Isolierträgerkörper verbunden ist, daß eine obere Hauptoberfläche der Leistungsvorrichtung (301) zu oberen Hauptoberflächen des Leiters und des Schaltungsabschnitts im Wesentlichen bündig ist.
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