DE19752408B4 - Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen - Google Patents

Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen Download PDF

Info

Publication number
DE19752408B4
DE19752408B4 DE19752408A DE19752408A DE19752408B4 DE 19752408 B4 DE19752408 B4 DE 19752408B4 DE 19752408 A DE19752408 A DE 19752408A DE 19752408 A DE19752408 A DE 19752408A DE 19752408 B4 DE19752408 B4 DE 19752408B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resin
pin
leads
power module
resin housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19752408A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19752408A1 (de
Inventor
Toshifusa Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Systems Co Ltd filed Critical Fuji Electric Systems Co Ltd
Publication of DE19752408A1 publication Critical patent/DE19752408A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19752408B4 publication Critical patent/DE19752408B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components
    • H05K3/3426Leaded components characterised by the leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Leistungsmodul, umfassend:
– eine metallische Basis (3),
– einen Schaltungsblock (6) mit einem isolierenden Substrat auf der metallischen Basis (3) und einer elektrischen Schaltung mit einem oder mehreren auf dem Substrat montierten Halbleiter-Leistungsbauelementen (Tr1, Tr2),
– ein Harzgehäuse (1), welches den Schaltungsblock (6) umgibt und mit der metallischen Basis (3) verbunden ist,
– einen Gehäusedeckel (2),
– Hauptanschlüsse (4), von denen jeder eine aus einem Leiterrahmen gebildete erste Anschlussleitung (4a) zur Verbindung des jeweiligen Hauptanschlusses mit der elektrischen Schaltung aufweist,
– Hilfsanschlüsse, die zusammen in einem Randabschnitt des Harzgehäuses (1) angeordnet sind und von denen jeder eine aus einem Leiterrahmen gebildete zweite Anschlussleitung (5a) aufweist, welche einen mit dem Substrat des Schaltungsblocks (6) verlöteten Endabschnitt (5b) besitzt, zur Verbindung des jeweiligen Hilfsanschlusses mit der elektrischen Schaltung,
– die ersten und die zweiten Anschlussleitungen (4a, 5a) in das Harzgehäuse (1) eingesetzt und in dieses...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen, etwa IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) als Schaltelementen. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf den Anschlußverdrahtungsaufbau solch eines Leistungsmoduls.
  • Ein in der JP 07-321285 A offenbartes bekanntes Leistungsmodul umfaßt einen Schaltungsblock, eine metallische Basis, ein einstückiges Harzgehäuse, einen Gehäusedeckel sowie Abdicht- bzw. Vergußharz. Der Schaltungsblock enthält ein isolierendes Substrat, etwa ein Keramiksubstrat, auf dem Schaltungselemente und Komponenten einschließlich eines Halbleiter-Leistungsbauelements in der Form eines IGBT montiert sind. Die metallische Basis ist auf die Rückfläche des Schaltungsblocks geschichtet. Das Harzgehäuse umgibt den Schaltungsblock und ist mittels Klebstoffs mit dem Umfangsrand der metallischen Basis verbunden. Das Harzgehäuse ist mit Herausführungsanschlüssen, Hauptanschlüssen und Hilfsanschlüssen, einstückig ausgebildet. Die Hauptanschlüsse umfassen einen Kollektoranschluß und einen Emitteranschluß. Die Hilfsanschlüsse umfassen Hilfssignalanschlüsse für den Emitter und das Gate. Das Harzgehäuse ist durch Einsatz- oder Einlegformen einstückig mit eingelegten Anschlußleitungen für die Haupt- und die Hilfsanschlüsse hergestellt. Innenleiter erstrecken sich von den Anschlußleitungen und sind innerhalb des Harzgehäuses verdrahtet. Endabschnitte der Innenleiter sind mit einem Schaltungsmuster auf dem Substrat des Schaltungsblocks verlötet.
  • Bei einem anderen bekannten Leistungsmodul mit einem durch Einsatzformen einstückig mit eingelegten Herausführungsanschlüssen ausgebildeten Harzgehäuse sind Hilfsanschlüsse zusammen in einem Randbereich des Harzgehäuses angeordnet. Die Anschlußleitungen der Hilfsanschlüsse sind in der Wand des Harzgehäuses eingebettet und erstrecken sich in die Nähe der Verlötungsstellen mit dem Schaltungsblock, so daß sie nicht Verdrahtungswege von Verbindungsdrähten des Schaltungsblocks innerhalb des Harzgehäuses kreuzen und die Anschlußleitungen und die Verbindungsdrähte sich nicht gegenseitig beeinflussen. Innenleiter erstrecken sich von den Anschlußleitungen nach innen zu den Lötstellen, und die Endabschnitte der Innenleiter sind mit dem Substrat des Schaltungsblocks verlötet.
  • Die 5(a) und 5(b) zeigen die äußere Erscheinung des bekannten Leistungsmoduls, das in zwei in Reihe geschaltete IGBTs aufweist. 6 zeigt ein Ersatzschaltbild dieses Leistungsmoduls.
  • In den 5(a) und (b) ist mit 1 ein mit den Herausführungsanschlüssen einstückig ausgebildetes Harzgehäuse bezeichnet. 2 bezeichnet einen Gehäusedeckel, 3 eine metallische Basis am Boden des Harzgehäuses, 4 Hauptanschlüsse und 5 Hilfsanschlüsse. Die Hauptanschlüsse 4 sind durch den Gehäusedeckel 2 nach außen geführt. Die Hilfsanschlüsse 5 sind gemeinsam in einem Randbereich des Harzgehäuses 1 angeordnet. Die einzelnen Anschlüsse sind so mit dem Substrat des nicht gezeigten Schaltungsblocks innerhalb des Harzgehäuses verlötet, daß die in 6 dargestellte Schaltung gebildet wird. In 6 bezeichnen Tr1 und Tr2 einen jeweiligen IGBT und D eine den IGBTs jeweils antiparallel geschaltete Freilaufdiode. Die IGBTs Tr1 und Tr2 sind auf dem Schaltungsblock montiert bzw. Bestandteil desselben. Die Hauptanschlüsse 4 und die Hilfsanschlüsse 5 sind zusätzlich mit den Anschlußsymbolen für Kollektor, Emitter bzw. Gate bezeichnet, das heißt C1, E2, C2E1, G1, E1, G2 bzw. E2.
  • Der bekannte interne Verdrahtungsaufbau, wie er oben grob beschrieben wurde, führt zu folgenden Problemen bei der Herstellung und der Zuverlässigkeit. Das Harzgehäuse wird dadurch hergestellt, daß die Anschlußleitungen für die Hauptanschlüsse und die Hilfsanschlüsse an vorbestimmten Stellen einer Gießform angeordnet werden, die Gießform dann geschlossen wird und über ihren Einfüllstutzen mit Gießharz gefüllt wird. Der Gießdruck, der 0,3 bis 0,4 MPa erreicht, verschiebt die eingesetzten Anschlußleitungen von den vorbestimmten Positionen und/oder verformt sie. Insbesondere die streifenförmig ausgebildeten und in der Wand des Harzgehäuses eingebetteten Hilfsanschlußleitungen werden unter diesem Gießdruck leicht verformt.
  • Der mittlere Abschnitt der in die Wand des Harzgehäuses eingesetzten Hilfsanschlußleitungen kann dabei zur Außenseite der Gehäusewand gedrückt werden und dort freiliegen. Auch können die Anschlußleitungen von Anschlüssen entgegengesetzter Polarität in der Harzschicht des Gehäuses miteinander in Berührung kommen. Freiliegende Anschlußleitungen oder kurzgeschlossene Anschlußleitungen bewirken Gieß- oder Formfehler. Die Verformung einer Anschlußleitung führt darüber hinaus zu einem zufälligen und großen Versatz des Endabschnitts der Innenleitungen innerhalb des Gehäuses gegenüber vorbestimmten Verlötungsstellen. Versetzte Innenleitungen stellen für das Verlöten ein großes Problem dar und machen die Montage des Leistungsmoduls schwierig.
  • Da die Materialien für das Harzgehäuse, die Metallbasis, das isolierende Substrat (z. B. Keramik), die Anschlußleitungen und die Halbleiterbauelemente unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, werden die Verbindungsteile der Bestandteile und Komponenten thermischen Spannungen infolge der Wärmezyklen ausgesetzt, die von den Stromleitfunktionen der Halbleiterbauelemente herrühren. Insbesondere führen thermische Spannungen, die wiederholt auf verlötete Abschnitte der Endabschnitte der Innenleitungen und des Verdrahtungsmusters des Schaltungsblocks ausgeübt werden, zu Brüchen oder Rissen in der Lotschicht. Wenn sich diese Brüche oder Risse ausbreiten, können die miteinander verlöteten Flächen vollständig voneinander getrennt werden. Diese Trennung verursacht einen kritischen Fehler, so daß die Halbleiterbauelemente nicht mehr arbeiten.
  • Ein Leistungsmodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der EP 0 513 410 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik sind an der Innenseite des Gehäuses Halterungen vorgesehen, in welche die Anschlußleitungen eingesteckt werden können, um an der jeweiligen Stelle fixiert zu werden. Dieser Stand der Technik erfordert komplizierte Formen zur Herstellung des entesprechend ausgebildeten Gehäuses.
  • Aus der JP 61-084047 A ist ein kunststoff-gekapseltes Modul bekannt, das aufweist: eine metallische Basis, einen Schaltungsblock mit einem isolierenden Substrat auf der metallischen Basis und einer elektrischen Schaltung mit zwei auf dem Substrat montierten SCR-Chips, ein Harzgehäuse, welches den Schaltungsblock umgibt und mit der metallischen Basis verbunden ist, Hauptanschlüsse, Hilfsanschlüsse, von denen jeder eine Anschlussleitung zur Verbindung des jeweiligen Hilfsanschlusses mit der elektrischen Schaltung aufweist wobei Abschnitte der Anschlussleitungen in eine Seitenwand des Harzgehäuses eingebettet und von ihr gehalten sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein stabiles und zuverlässiges Leistungsmodul zu schaffen, mit dem die eingangs erläuterten Probleme vermieden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leistungsmodul mit einem verbesserten Anschlußverdrahtungsaufbau zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Leistungsmodul gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Leistungsmoduls sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Dadurch, daß die Hilfsanschlußleitungen (die zweiten Anschlußleitungen), die zum Formen bzw. Gießen des Harzgehäuses des Leistungsmoduls in die (Gieß-)Form eingesetzt werden, mittels Einsteckstiften der Form an vorbestimmten Positionen längs der Formwand gehalten werden, wird verhindert, daß die Anschlußleitungen unter dem Gießdruck beim Einfüllen des Gießharzes verformt werden oder aus dem Harzgehäuse nach außen gedrückt werden. Die rippenförmigen Vorsprünge an der Innenseitenfläche des Harzgehäuses halten die eingeformten oder eingegossenen Anschlußleitungen an der Innenseitenfläche des Harzgehäuses, so daß die halb in das Harzgehäuse eingebetteten Anschlußleitungen nicht aus dem Harzgehäuse herausfallen können.
  • Beim Stromleitbetrieb des Leistungsmoduls treten Lotbrüche oder -risse in der Lotschicht zwischen dem Endabschnitt einer Innenleitung einer Anschlußleitung und dem Schaltungsblock als Folge einer thermischen Beanspruchung auf, die ihrerseits Folge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien dieser Bestandteile ist. Genauer gesagt treten die Lotrisse zunächst an der Basisseite des Endabschnitts auf, also dort, wo der Endabschnitt mit dem Steg oder Hauptteil der Innenleitung verbunden ist und von diesem festgehalten wird. Die Lotrisse dehnen sich dann in Richtung auf die Spitze des Endabschnitts aus. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Ausschnitt verbessert die Flexibilität des mittleren Abschnitts des Endabschnitts. Experimente haben bestätigt, daß der Ausschnitt verhindert, daß sich Lotrisse über den Ausschnitt hinaus ausdehnen, da die thermische Beanspruchung von dem Ausschnitt absorbiert wird, sobald sich ein Lotriß bis zu dem Ausschnitt ausgedehnt hat.
  • Wenn der Ausschnitt an einer Stelle zwischen 1/3L und 1/2L von der Basis des Endabschnitts aus gemessen vorgesehen wird, wobei L die Länge des Endabschnitts von seiner Basis ist, können der Hauptstrom und Steuersignale ohne Probleme über den fehlerfreien Lotbereich zwischen dem Ausschnitt und der Spitze des Endabschnitts zum Schaltungsblock fließen, selbst wenn Lotrisse bis zum Ausschnitt vorgedrungen sind. Dadurch wird die Widerstandsfähigkeit des Leistungsmoduls gegenüber den Lotbrüchen oder Rissen verbessert.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine geschnittene perspektivische Ansicht des Harzgehäuses mit eingesetzten Anschlüssen gemäß der Erfindung,
  • 2 eine Draufsicht auf das Leistungsmodul mit dem Harzgehäuse von 1,
  • 3 in einer Seitenschnittansicht den Aufbau des inneren Endabschnitts einer Innenleitung und des verlöteten Abschnitts des Endabschnitts der Innenleitung mit dem Schaltungsblock,
  • 4(a) einen anderen Aufbau des Endabschnitts der Innenleitung mit einem Ausschnitt,
  • 4(b) noch einen anderen Aufbau des Endabschnitts der Innenleitung mit zwei Ausschnitten,
  • 5(a) und 5(b) die äußere Erscheinung eines bekannten Leistungsmoduls mit zwei in Reihe geschalteten IGBTs, und
  • 6 ein Schaltbild des Leistungsmoduls der 5(a) und 5(b).
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind Hilfsanschlüsse 5 (G2, E2) gemeinsam in einem Randabschnitt eines Harzgehäuses 1 angeordnet. Die Hilfsanschlüsse G2 und E2 sind durch Einsatz- oder Einlegformen integral mit dem Harzgehäuse 1 ausgebildet. Anschlußleitungen 5a der Hilfsanschlüsse G2 und E2 sind halb in die Innenseitenfläche des Harzgehäuses 1 eingebettet und erstrecken sich längs der Innenseitenfläche. Der Endabschnitt 5b der jeweiligen von dem Harzgehäuse 1 nach innen ragenden Innenleitung ist L-förmig ausgebildet. Der L-förmige Endabschnitt 5b ist mit dem Substrat eines Schaltungsblocks 6 verlötet. Ein Vorsprung 5c ragt von dem Harzgehäuse aus nach innen und besitzt ein Stifteinsteckloch, das in einen mittleren Abschnitt der jeweiligen Anschlußleitung 5a gebohrt ist. Der Vorsprung 5c ist als Mittel zur Positionierung und Halterung der Anschlußleitung 5a an einer vorbestimmten Stelle mittels eines Einsteckstifts der Form zum Formen bzw. Gießen des Harzgehäuses 1 mit den darin eingelegten Anschlußleitungen 5a ausgebildet. Ein Stifteinsteckloch 5d zum Einstecken eines Einsteckstifts der Form ist durch die Innenleitung als weiteres Mittel zur Positionierung und Halterung der Anschlußleitung 5a an vorbestimmter Stelle gebohrt. Das Harzgehäuse 1 enthält mehrere rippenförmige Vorsprünge 1a zum Halten der Anschlußleitungen 5a an verschiedenen Stellen der Innenseitenfläche des Harzgehäuses 1. Das Harzgehäuse 1 enthält weiterhin einen Tragarm 1b, der von seiner Innenseitenfläche nach innen vorragt, zur Positionierung und Halterung des L-förmigen Endabschnitts 5b einer Anschlußleitung 5a an einer vorbestimmten Lötposition.
  • Hauptanschlüsse 4, die in einen Anschlußtragrahmen eingesteckt sind, der sich innerhalb der Seitenwand des Harzgehäuses 1 erstreckt, werden von diesem Anschlußtragrahmen gehalten. Ein Stifteinsteckloch 4d, durch das ein Einsteckstift der Form eingesteckt wird, ist in einen mittleren Abschnitt einer jeweiligen Anschlußleitung 4a jedes Hauptanschlusses 4 zur Positionierung und Halterung der Anschlußleitung 4a an einer vorbestimmten Position mittels des Einsteckstifts beim Formen bzw. Gießen des Harzgehäuses 1 gebohrt.
  • Beim einstückigen Formen bzw. Gießen des Harzgehäuses 1 mit den Hauptanschlüssen 4 und den Hilfsanschlüssen 5 werden die Anschlußleitungen 4a und 5a der Hauptanschlüsse 4 bzw. der Hilfsanschlüsse 5 in die Form eingesetzt und zunächst an einer jeweiligen vorbestimmten Position positioniert und dann durch Einsetzen von Einsteckstiften 7 in die Stifteinstecklöcher der Vorsprünge 5c, die Stifteinstecklöcher 5d und die Stifteinstecklöcher 4d beim Schließen der Form gemäß Darstellung in 3 dann an den vorbestimmten Positionen festgehalten. Die Anschlußleitungen 5a der Hilfsanschlüsse 5 sind auf der Seite der Forminnenwand derart angeordnet, daß die Anschlußleitungen 5a von der Hohlraumwand der Form überlagert werden. Dann wird durch Eingießen des Gießharzes durch den Einlaufstutzen der Form das einstückige Harzgehäuse 1 der 1 und 2 mit den eingesetzten Anschlüssen ausgebildet.
  • Unter Bezugnahme auf die 3, 4(a) und 4(b) sollen nun Modifikationen des Endabschnitts 5b der Innenleitung zur Verlötung der Hilfsanschlüsse 5 mit dem Substrat des Schaltungsblocks erläutert werden.
  • Im mittleren Abschnitt in Längsrichtung des Endabschnitts 5b der Innenleitung ist auf der Lötfläche ein Ausschnitt 5e zur Entlastung der thermischen Spannung ausgebildet. Die Bezugszahl 8 bezeichnet eine Lotschicht. Der Ausschnitt 5e ist in der Bodenfläche des Endabschnitts 5b ausgebildet. Statt dessen kann ein Ausschnitt 5e in einer Seitenkante des Endabschnitts 5b ausgebildet werden, wie in 4(a) gezeigt, oder es können zwei Ausschnitte 5e an beiden Seitenkanten des Endabschnitts 5b ausgebildet werden, wie in 4(b) gezeigt. Vorzugsweise wird die Position des Ausschnitts 5e in einer Entfernung L1 von 1/3L bis 1/2L vom Basisabschnitt des Endabschnitts 5b gewählt, wobei L die Länge des Endabschnitts 5b von seinem Basisabschnitt aus gemessen wird, an dem der Endabschnitt 5b in den Steg oder Hauptteil (den senkrechten Schenkel der L-Form in 3) der Innenleitung übergeht und von diesem gehalten wird. Die Tiefe des Ausschnitts 5e liegt vorzugsweise bei 1/3 bis 1/2 der Dicke des Endabschnitts 5b in 3 oder bei 1/3 bis 1/2 der Breite des Endabschnitts 5b in den 4(a) und 4(b), damit die elektrische Leitfähigkeit des Endabschnitts 5b nicht beeinträchtigt wird.
  • Der in der Lötfläche des Endabschnitts 5b ausgebildete Ausschnitt 5e verbessert die Flexibilität des Endabschnitts 5b. Selbst wenn Lotbrüche oder -risse 9 in der Lotschicht 8 zwischen dem Endabschnitt 5b und dem Schaltungsblock 6 aufgrund der thermischen Spannung infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der betroffenen Materialien beim Betrieb des Leistungsmoduls auftreten, wird die thermische Spannung durch ein Verbiegen des Endabschnitts 5b absorbiert, wenn solche Brüche oder Risse 9 den Ausschnitt 5e erreichen, nachdem sie sich langsam vom Basisabschnitt des Endabschnitts 5b aus ausgebreitet haben. Experimente haben gezeigt, daß solche Brüche 9 sich nicht über den Ausschnitt 5e hinaus ausbreiten, da die Lotschicht 8 keinerlei thermischer Spannung mehr ausgesetzt ist, nachdem die Brüche 9 den Ausschnitt 5e erreicht haben.
  • Dadurch, daß der Ausschnitt (bzw. die Ausschnitte) 5e bei 1/3L bis 1/2L vom Basisabschnitt des Endabschnitts 5b aus vorgesehen wird, wird ein Signal problemlos über den Bereich der Länge L2 zwischen dem Ausschnitt 5e und der Spitze des Endabschnitts 5b übertragen, wo keine Lotbrüche oder -risse auftreten, selbst wenn sie sich bis zum Ausschnitt 5e ausgedehnt haben. Dadurch wird die Widerstandsfähigkeit des Leistungsmoduls gegen Lotbrüche verbessert.
  • Durch Ausbilden eines oder mehrerer Ausschnitte im Endabschnitt 4b der Anschlußleitung 4a der Hauptanschlüsse 4 in ähnlicher Weise wie oben beschrieben, wird dort die Ausdehnung von Lotbrüchen oder -rissen in der Lotschicht infolge thermischer Spannung ebenfalls unterdrückt.
  • Wie oben beschrieben, ergeben sich bei dem Leistungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen.
  • Dadurch, daß die Anschlußleitungen, die beim Formen des Harzgehäuses für das Leistungsmodul in die Gießform eingesetzt werden, mittels der Einsteckstifte der Form an vorbestimmten Positionen gehalten werden, wird verhindert, daß die Anschlußleitungen sich unter dem Gießdruck verformen oder zur Außenseite des Harzgehäuses gedrückt werden. Die an der Innenseitenfläche des Harzgehäuses ausgebildeten rippenförmigen Vorsprünge erleichtern das Festhalten der eingeformten Anschlußleitungen in der Innenseitenfläche des Harzgehäuses, so daß die Anschlußleitungen, die in dem Harzgehäuse halb eingebettet sind, nicht aus diesem herausfallen.
  • Der in dem Endabschnitt der Innenleitung ausgebildete Ausschnitt (bzw. die Ausschnitte) verhindert, daß Lotbrüche oder -risse, die in der Lotschicht zwischen dem Endabschnitt der Innenleitung und dem Schaltungsblock auftreten, sich weiter ausdehnen und verbessert die Widerstandsfähigkeit des Leistungsmoduls gegen Lotbrüche. Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr zuverlässiges Leistungsmodul geschaffen, das leicht zusammengebaut werden kann.

Claims (4)

  1. Leistungsmodul, umfassend: – eine metallische Basis (3), – einen Schaltungsblock (6) mit einem isolierenden Substrat auf der metallischen Basis (3) und einer elektrischen Schaltung mit einem oder mehreren auf dem Substrat montierten Halbleiter-Leistungsbauelementen (Tr1, Tr2), – ein Harzgehäuse (1), welches den Schaltungsblock (6) umgibt und mit der metallischen Basis (3) verbunden ist, – einen Gehäusedeckel (2), – Hauptanschlüsse (4), von denen jeder eine aus einem Leiterrahmen gebildete erste Anschlussleitung (4a) zur Verbindung des jeweiligen Hauptanschlusses mit der elektrischen Schaltung aufweist, – Hilfsanschlüsse, die zusammen in einem Randabschnitt des Harzgehäuses (1) angeordnet sind und von denen jeder eine aus einem Leiterrahmen gebildete zweite Anschlussleitung (5a) aufweist, welche einen mit dem Substrat des Schaltungsblocks (6) verlöteten Endabschnitt (5b) besitzt, zur Verbindung des jeweiligen Hilfsanschlusses mit der elektrischen Schaltung, – die ersten und die zweiten Anschlussleitungen (4a, 5a) in das Harzgehäuse (1) eingesetzt und in dieses integriert sind, wobei an der Innenseitenfläche des Harzgehäuses (1) Haltemittel zum Halten der zweiten Anschlussleitungen (5a) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die aus einem Leiterrahmen gebildeten zweiten Anschlussleitungen (5a) längs der Innenseitenfläche des Harzgehäuses (1) verlegt sind, – an der Innenseitenfläche des Harzgehäuses (1) rippenförmige, nach innen ragende Vorsprunge (1a) als Haltemittel vorgesehen sind, – die zweiten Anschlussleitungen (5a) mit ihren längs der Innenseitenfläche des Harzgehäuses (1) verlegten Abschnitten im Harzgehäuse (1) halb eingebettet sind und – Zwischenabschnitte der zweiten Anschlussleitungen (5a) in die rippenförmigen Vorsprunge (1a) eingebettet sind, so dass die längs der Innenseitenfläche des Harzgehäuses (1) eingebetteten, zweiten Anschlussleitungen (5a) aus dem Harzgehäuse (1) nicht herausfallen können.
  2. Leistungsmodul nach Anspruch 1, bei dem die ersten Anschlußleitungen (4a) ein erstes Stifteinsteckloch (4d) aufweisen, das in einem Zwischenabschnitt derselben gebohrt ist, zum Positionieren der ersten Anschlußleitungen an einer ersten vorbestimmten Position mittels eines ersten Einsteckstifts einer Form zum Formen des Harzgehäuses, die zweiten Anschlußleitungen (5a) ein zweites Stifteinsteckloch (5d) aufweisen, das in einem Zwischenabschnitt derselben gebohrt ist, zum Positionieren der zweiten Anschlußleitungen an einer zweiten vorbestimmten Position mittels eines zweiten Einsteckstifts der Form, und die zweiten Anschlußleitungen weiterhin einen in einem Zwischenabschnitt derselben ausgebildeten Vorsprung (5c) aufweisen, durch welchen ein drittes Stifteinsteckloch gebohrt ist, zum Positionieren der zweiten Anschlußleitungen an der zweiten vorbestimmten Position mittels eines dritten Einsteckstifts der Form, wobei während des Formens des Harzgehäuses mit den eingesetzten ersten und zweiten Anschlußleitungen der erste Einsteckstift in das erste Stifteinsteckloch, der zweite Einsteckstift in das zweite Stifteinsteckloch und der dritte Einsteckstift in das dritte Stifteinsteckloch einsteckbar sind.
  3. Leistungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Endabschnitt (5b) der ersten und/oder der zweiten Anschlußleitungen (4a, 5a) wenigstens einen Ausschnitt (5e) zur Entlastung einer thermischen Spannung aufweist, die auftritt, wenn der Endabschnitt mit der elektrischen Schaltung verlötet wird.
  4. Leistungsmodul nach Anspruch 3, bei dem der Ausschnitt (5e) an einer Position zwischen 1/3L und 1/2L von der Basis des Endabschnitts aus angeordnet ist, wobei L die von dessen Basis aus gemessene Länge des Endabschnitts ist.
DE19752408A 1996-12-10 1997-11-26 Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen Expired - Fee Related DE19752408B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP329421/96 1996-12-10
JP8329421A JP3013794B2 (ja) 1996-12-10 1996-12-10 半導体装置
DE19758864A DE19758864B4 (de) 1996-12-10 1997-11-26 Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19752408A1 DE19752408A1 (de) 1998-06-18
DE19752408B4 true DE19752408B4 (de) 2010-06-24

Family

ID=18221213

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752408A Expired - Fee Related DE19752408B4 (de) 1996-12-10 1997-11-26 Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen
DE19758864A Expired - Fee Related DE19758864B4 (de) 1996-12-10 1997-11-26 Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19758864A Expired - Fee Related DE19758864B4 (de) 1996-12-10 1997-11-26 Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5967858A (de)
JP (1) JP3013794B2 (de)
DE (2) DE19752408B4 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11185926A (ja) 1997-12-25 1999-07-09 Yazaki Corp コネクタ、コネクタの製造方法及びこの製造方法に用いられる型構造
JP3675260B2 (ja) * 1999-11-12 2005-07-27 株式会社村田製作所 リード付き電子部品
DE10120402B4 (de) * 2001-04-25 2005-04-14 Danfoss Silicon Power Gmbh Leistungshalbleitermodul-Gehäuse
JP4066644B2 (ja) * 2001-11-26 2008-03-26 株式会社豊田自動織機 半導体装置、半導体装置の配線方法
DE10237561C1 (de) 2002-08-16 2003-10-16 Semikron Elektronik Gmbh Induktivitätsarme Schaltungsanordnung bzw. Schaltungsaufbau für Leistungshalbleitermodule
JP4057407B2 (ja) * 2002-12-12 2008-03-05 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
DE102004046807B4 (de) * 2004-09-27 2010-08-12 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Gehäuseteils für ein Leistungshalbleitermodul
JP2006228948A (ja) * 2005-02-17 2006-08-31 Toyota Industries Corp 半導体装置
DE102005016650B4 (de) 2005-04-12 2009-11-19 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit stumpf gelöteten Anschluss- und Verbindungselementen
EP1936687A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-25 ABB Technology AG Elektrischer Kontakt
AU2007201109B2 (en) * 2007-03-14 2010-11-04 Tyco Electronics Services Gmbh Electrical Connector
US20090018719A1 (en) 2007-07-13 2009-01-15 Cummins, Inc. Interface and monitoring system and method for a vehicle idling control
US8078339B2 (en) * 2007-07-13 2011-12-13 Cummins Inc. Circuit board with integrated connector
DE102007044046B4 (de) * 2007-09-14 2013-01-03 Infineon Technologies Ag Verfahren zur internen Kontaktierung eines Leistungshalbleitermoduls
JP2012005301A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Fuji Electric Co Ltd パワー半導体モジュール
US9363894B2 (en) * 2010-09-24 2016-06-07 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit device
EP2498290A1 (de) 2011-03-11 2012-09-12 ABB Research Ltd. Kontaktelement und leistungsstarkes Halbleitermodul mit dem Kontaktelement
JP6272213B2 (ja) * 2014-11-26 2018-01-31 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6462529B2 (ja) * 2015-08-24 2019-01-30 京セラ株式会社 パワー半導体モジュールの製造方法及びパワー半導体モジュール
JP6468984B2 (ja) * 2015-10-22 2019-02-13 三菱電機株式会社 半導体装置
US10825748B2 (en) 2015-12-15 2020-11-03 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package system and related methods
US11342237B2 (en) 2015-12-15 2022-05-24 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor package system and related methods
US11088066B2 (en) * 2018-03-19 2021-08-10 Tactotek Oy Multilayer structure and related method of manufacture for electronics
JP6989824B2 (ja) 2018-03-29 2022-01-12 株式会社アテックス 端子、端子を備えたパワーモジュール用射出成形体、及びその製造方法
EP3923321A1 (de) 2020-06-08 2021-12-15 CeramTec GmbH Modul mit anschlusslaschen für zuleitungen
DE102021104793B4 (de) 2021-03-01 2024-01-25 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit externem kontaktelement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6184047A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止形モジユ−ル
FR2638594A1 (fr) * 1988-11-03 1990-05-04 Cartier Systemes G Procede de realisation d'un circuit electrique de puissance monocouche ou multicouches, et circuit obtenu par ce procede
EP0513410A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 IXYS Semiconductor GmbH Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen Moduls
JPH07321285A (ja) * 1994-03-31 1995-12-08 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置およびその組立方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4915607A (en) * 1987-09-30 1990-04-10 Texas Instruments Incorporated Lead frame assembly for an integrated circuit molding system
US5104324A (en) * 1991-06-26 1992-04-14 Amp Incorporated Multichip module connector
JP2882143B2 (ja) * 1991-12-10 1999-04-12 富士電機株式会社 半導体装置の内部配線構造
JPH08162569A (ja) * 1994-12-08 1996-06-21 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JPH08195534A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Toshiba Corp 回路基板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6184047A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止形モジユ−ル
FR2638594A1 (fr) * 1988-11-03 1990-05-04 Cartier Systemes G Procede de realisation d'un circuit electrique de puissance monocouche ou multicouches, et circuit obtenu par ce procede
EP0513410A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 IXYS Semiconductor GmbH Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen Moduls
JPH07321285A (ja) * 1994-03-31 1995-12-08 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置およびその組立方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10173126A (ja) 1998-06-26
DE19752408A1 (de) 1998-06-18
US5967858A (en) 1999-10-19
DE19758864B4 (de) 2013-03-07
JP3013794B2 (ja) 2000-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19752408B4 (de) Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen
DE102017207382B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE69635518T2 (de) Kunststoffpackung für elektronische Anordnungen
DE102008017809B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE19708002A1 (de) Halbleiterbauelement und Anschlußrahmen dafür
EP0237739A2 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung des Moduls
DE102011076235A1 (de) Leistungshalbleitervorrichtung
DE69737320T2 (de) Halbleitervorrichtung
WO2004109812A2 (de) Gehäuse für ein strahlungsemittierendes bauelement, verfahren zu dessen herstellung und strahlungsemittierendes bauelement
DE19743537A1 (de) Halbleitergehäuse für Oberflächenmontage sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP0695117B1 (de) Steuergerät für ein Kraftfahrzeug
DE10205698A1 (de) Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung Derselben
DE102017112045A1 (de) Halbleitervorrichtung und Gehäuse der Halbleitervorrichtung
DE4213411A1 (de) Anschlussdraht-rahmen
DE102004027960B4 (de) Elektrische Leistungs-Halbleitervorrichtung
DE102004041173A1 (de) Lötaufbau zwischen einem Streifen einer Stromschiene und einem bedruckten Substrat
DE102020125705A1 (de) Leistungs-Halbleitervorrichtung
DE102004049251A1 (de) Gerät zum Ermitteln von elektrischen Größen
EP0782496A1 (de) Verfahren zur elektrischen verbindung zweier elektrischer bauteile miteinander
DE9007439U1 (de) Leistungshalbleitermodul mit integrierter Ansteuerungs- und Fehlerschutzplatine
DE10055177B4 (de) Elektronisches Bauelement mit einem Halbleiter, insbesondere einem Leistungshalbleiter, mit Trennwänden zwischen den Anschlussstiften
DE19914741A1 (de) Leistungshalbleitermodul
WO2013000753A2 (de) Anschlussdose für photovoltaische module
DE19716674A1 (de) Halbleiter-Bauteil
EP1365487B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8172 Supplementary division/partition in:

Ref document number: 19758864

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

Q171 Divided out to:

Ref document number: 19758864

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO., LTD., TOKYO/TOKIO, JP

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: MERH-IP MATIAS ERNY REICHL HOFFMANN, 80336 MUENCHE

AH Division in

Ref document number: 19758864

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FUJI ELECTRIC CO., LTD., KAWASAKI-SHI, JP

Free format text: FORMER OWNER: FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO., LTD., TOKYO/TOKIO, JP

Effective date: 20110826

R082 Change of representative

Representative=s name: MERH-IP MATIAS ERNY REICHL HOFFMANN, DE

Effective date: 20110826

Representative=s name: MERH-IP MATIAS ERNY REICHL HOFFMANN PATENTANWA, DE

Effective date: 20110826

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee