DE69637488T2 - Halbleiter und Halbleitermodul - Google Patents

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Sukehisa Noda
Tooru Iwagami
Yoshio Takagi
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einem Leistungshalbleiterelement sowie auf einen Halbleitermodul, der durch Fixieren der Halbleitervorrichtung an einer Abstrahlungseinrichtung gebildet ist, und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung zum Miniaturisieren einer Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund des einschlägigen Standes der Technik
  • Das US-Patent 5 471 366 zeigt eine gekapselte Halbleitervorrichtung mit einer externen Abstrahlungseinrichtung, die ein Leistungshalbleiterelement und eine Wärmesenke aufweist, wobei das Leistungshalbleiterelement auf einem Substrat aus Glas oder Keramikmaterial angebracht ist und die Wärmesenke über dem Leistungshalbleiterelement angeordnet ist. Die Wärmesenke kontaktiert das Leistungshalbleiterelement mittels Silberpaste und ist in das Dichtungsharzmaterial integriert. Eine Hauptfläche der Wärmesenke liegt nach außen frei.
  • 17 zeigt eine von unten gesehene Draufsicht zur Erläuterung einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung, die den Hintergrund der vorliegenden Erfindung bildet. Bei dieser Vorrichtung 150 handelt es sich um eine Halbleitervorrichtung, die ein Leistungshalbleiterelement beinhaltet und ein DIP-Bausteinstruktur aufweist.
  • Verschiedene Arten von Elementen, einschließlich des Leistungshalbleiterelements, sind in ein Dichtungsharzmaterial 94 eingebettet. Die verschiedenen Arten von Elementen sind an vorbestimmten Bereichen eines Leiterrahmens befestigt und Teile dieses Leiterrahmens stehen von Seitenwänden des Dichtungsharzmaterials 94 in Form von externen Anschlüssen 95 und 96 nach außen vor.
  • Eine Hauptfläche einer wärmeleitenden plattenartigen Wärmesenke 97 zum Verbessern der Abstrahlungseffizienz liegt an der Bodenfläche des Dichtungsharzmaterials 94 frei. Die Vorrichtung 150 wird in einem Zustand verwendet, in dem sie an einer externen Abstrahlungsrippe mit einer ebenen Oberfläche fixiert ist. Dabei befindet sich die frei liegende Oberfläche der Wärmesenke 97 in Kontakt mit der ebenen Oberfläche der Abstrahlungsrippe. Infolgedessen wird die Verlustwärme, die in dem internen Leistungshalbleiterelement erzeugt wird, von der Wärmesenke 97 in effizienter Weise zu der Abstrahlungsrippe abgeführt.
  • Ein Paar Durchgangslöcher 99 öffnen sich in der Nähe von Rändern der Bodenfläche des Dichtungsharzmaterials 94, um die Befestigung der Vorrichtung 150 an der Abstrahlungsrippe zu vereinfachen. Die Durchgangslöcher 99 erstrecken sich durch das Dichtungsharzmaterial 99 von seiner oberen Oberfläche zu seiner Bodenfläche hindurch, so daß Schrauben in diese Durchgangslöcher 99 eingeführt werden, um die Vorrichtung 150 in einfacher Weise an der Abstrahlungsrippe zu befestigen.
  • Bei der herkömmlichen Vorrichtung 150, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, ist das Paar der Durchgangslöcher 99 in dem Dichtungsharzmaterial 94 ausgebildet. Die Fläche des Bodens des Dichtungsharzmaterials 94 ist somit durch Bereiche, die den Durchgangslöchern 99 und den diese bildenden Randbereichen entsprechen, übermäßig erweitert. Auch bei einer mit Schlitzen versehenen Vorrichtung (nicht gezeigt), die anstelle der Durchgangslöcher 99 durch die Seitenwände des Dichtungsharzmaterials 94 von dessen oberer Oberfläche in Richtung auf dessen Bodenfläche hindurchgehen, ist die Fläche des Dichtungsharzmaterials 94 aufgrund der Ausbildung der Schlitze in ähnlicher Weise übermäßig erweitert. Dies gilt auch für die Vorrichtung, die sich in der Bodenfläche des Dichtungsharzmaterials 94 öffnende Schraubenöffnungen aufweist, in die Schrauben zum Befestigen der Vorrichtung an der Abstrahlungsrippe einzuschrauben sind.
  • Die herkömmliche Halbleitervorrichtung ist in ihrer Größe somit unweigerlich größer ausgebildet, damit sie zum Verbessern der Abstrahlungseffizienz an einer Abstrahlungsrippe angebracht werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Gemäß einem ersten Beispiel weist eine Halbleitervorrichtung einen elektrisch leitenden Leiterrahmen, der in Form einer Platte mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche ausgebildet ist und mit einer Vielzahl von nach außen vorstehenden externen Anschlüssen versehen ist, ein Leistungshalbleiterelement, das auf der ersten Hauptfläche befestigt ist, sowie ein elektrisch isolierendes Dichtungsharzmaterial zum dichten Einschließen des Leistungshalbleiterelements und des Leiterrahmens in einer derartigen Weise auf, daß die externen Anschlüsse außen frei liegen, wobei das Dichtungsharzmaterial weder mit einer Öffnung noch mit einem Schlitz zum Aufnehmen einer Schraube für die Befestigung des Dichtungsharzmaterials an der externen Abstrahlungseinrichtung versehen ist.
  • Gemäß einem zweiten Beispiel weist die Halbleitervorrichtung ferner eine Wärmesenke auf, die wärmeleitend ist und in Form einer Platte mit einer dritten und einer vierten Hauptfläche ausgebildet ist sowie derart vorgesehen ist, daß die dritte Hauptfläche der zweiten Hauptfläche mit einem Zwischenraum gegenüberliegt, wobei das Dichtungsharzmaterial ferner die Wärmesenke derart dicht einschließt, daß die vierte Hauptfläche nach außen frei liegt.
  • Gemäß einem dritten Beispiel ist ein zurückspringender Bereich, der stufenartig vertieft ist, in einer Oberfläche des Dichtungsharzmaterials ausgebildet, die der vierten Hauptfläche gegenüberliegt.
  • Gemäß einem vierten Beispiel handelt es sich bei dem zurückspringenden Bereich um eine Nut, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Oberfläche in Form eines Streifens entlang einer die Oberfläche in gleiche Teile teilenden Mittellinie erstreckt.
  • Gemäß einem fünften Beispiel handelt es sich bei dem zurückspringenden Bereich um eine Vertiefung, die in einem zentralen Bereich der Oberfläche ausgebildet ist.
  • Gemäß einem sechsten Beispiel ist der zurückspringende Bereich von zwei Vertiefungen gebildet, die in gegenüberliegenden Enden der Oberfläche separat vorgesehen sind.
  • Gemäß einem siebten Beispiel ist der Leiterrahmen in einer Region mit einem Bereich, in dem das Leistungshalbleiterelement befestigt ist, eben ausgebildet, und es liegt die zweite Hauptfläche in dieser Region nach außen frei.
  • Gemäß einem achten Beispiel ist der Leiterrahmen über alle Regionen mit Ausnahme der externen Anschlüsse eben ausgebildet, und es liegt die zweite Hauptfläche über alle Regionen nach außen frei.
  • Gemäß einem neunten Beispiel weist der Leiterrahmen ferner einen Krümmungsbereich auf, der eine Stufe zwischen der Region und den externen Anschlüssen bildet, und es ist der Krümmungsbereich in das Dichtungsharzmaterial eingebettet.
  • Gemäß einem zehnten Beispiel weist die Halbleitervorrichtung ferner ein Steuerhalbleiterelement zum Steuern des Betriebs des Leistungshalbleiterelements auf, und es ist das Steuerhalbleiterelement an der ersten Hauptfläche in der Region befestigt.
  • Gemäß einem elften Beispiel weist der Leiterrahmen ferner einen Vorsprung auf, der von der ersten oder der zweiten Hauptfläche in einem Randbereich aufgerichtet ist und Konturen der ersten und der zweiten Hauptfläche bildet, wobei der Vorsprung in das Dichtungsharzmaterial eingebettet ist.
  • Gemäß einem zwölften Beispiel ist die Breite eines vorderen Endbereichs des Vorsprungs größer als die seines Basisbereichs.
  • Gemäß einem dreizehnten Beispiel ist der Leiterrahmen in eine Vielzahl von Inselbereichen unterteilt, die voneinander getrennt sind, und es ist der Vorsprung selektiv in dem Inselbereich aus der Vielzahl von Inselbereichen vorgesehen, der eine Fläche einnimmt, die über einer bestimmten Größe liegt.
  • Gemäß einem vierzehnten Beispiel weist ein Halbleitermodul eine Halbleitervorrichtung und eine Abstrahlungseinrichtung mit einer wärmeleitenden und ebenen Oberfläche auf, wobei die Halbleitervorrichtung folgendes aufweist: einen Leiterrahmen, der elektrisch leitend ist und in Form eines Flächenkörpers mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche ausgebildet ist und mit einer Vielzahl von externen Anschlüssen versehen ist, die nach außen vorstehen; ein Leistungshalbleiterelement, das auf der ersten Hauptfläche befestigt ist; eine Wärmesenke, die wärmeleitend und in Form einer Platte mit einer dritten und einer vierten Hauptfläche ausgebildet ist und derart vorgesehen ist, daß die dritte Hauptfläche der zweiten Hauptfläche mit einem Zwischenraum gegenüberliegt; sowie ein Dichtungsharzmaterial mit elektrisch isolierenden Eigenschaften zum dichten Einschließen des Leistungshalbleiterelements, des Leiterrahmens und der Wärmesenke in einer derartigen Weise, daß die externen Anschlüsse und die vierte Hauptfläche nach außen frei liegen, wobei die vierte Hauptfläche mit der ebenen Oberfläche der Abstrahlungseinrichtung in Kontakt steht.
  • Der Halbleitermodul weist ferner ein Abstützelement auf, das eine der vierten Hauptfläche gegenüberliegende Oberfläche des Dichtungsharzmaterials gegen die ebene Oberfläche drückt, um dadurch die Halbleitervorrichtung an der Abstrahlungseinrichtung zu befestigen und dabei die vierte Hauptfläche mit der ebenen Oberfläche in Kontakt zu halten.
  • Gemäß einem fünfzehnten Beispiel handelt es sich bei dem Abstützelement und ein Klemmelement, wobei ein erster und ein zweiter Endbereich des Klemmelements an der Abstrahlungseinrichtung befestigt sind bzw. mit der Oberfläche in Kontakt stehen.
  • Gemäß einem sechzehnten Beispiel ist ein zurückspringender Bereich, der stufenartig vertieft ausgebildet ist, in der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials vorhanden, und es steht der zweite Endbereich des Klemmelements mit dem zurückstehenden Bereich in Eingriff.
  • Gemäß einem siebzehnten Beispiel weist der Halbleitermodul ferner ein Schaltungssubstrat auf, mit dem ein Schaltungselement zusammen mit der Halbleitervorrichtung fest verbunden ist, und er weist ferner ein Gehäuse zum Aufnehmen des Schaltungssubstrats auf, wobei die Abstrahlungseinrichtung an dem Gehäuse befestigt ist und es sich bei dem Abstützelement um ein Klemmelement handelt, das in Form einer Bandplatte vorliegt, wobei erste und zweite Endbereiche des Klemmelements an einer Innenwand des Gehäuses befestigt sind bzw. mit der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials in Kontakt stehen.
  • Gemäß einem achtzehnten Beispiel weist der Halbleitermodul ferner ein Schaltungssubstrat auf, mit dem ein Schaltungselement zusammen mit der Halbleitervorrichtung fest verbunden ist, und es weist ferner ein Gehäuse zum Aufnehmen des Schaltungssubstrats auf, wobei das Schaltungssubstrat auf einer Seite positioniert ist, die der Abstrahlungseinrichtung über die Halbleitervorrichtung hinweg gegenüberliegt, und selektiv eine Öffnung in einem der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials gegenüberliegenden Bereich bildet, wobei die Abstrahlungseinrichtung an dem Gehäuse befestigt ist und es sich bei dem Abstützelement um einen elastischen Körper handelt, der frei in die Öffnung eingesetzt ist und einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, die an einer Innenwand des Gehäuses befestigt sind bzw. mit der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials in Kontakt stehen.
  • Gemäß einem neunzehnten Beispiel weist ein Halbleitermodul eine Halbleitervorrichtung und eine wärmeleitende Abstrahlungseinrichtung mit einer ebenen Oberfläche auf, wobei die Halbleitervorrichtung folgendes aufweist: einen Leiterrahmen, der elektrisch leitend ist und in Form eines Flächenkörpers mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche ausgebildet ist und mit einer Vielzahl von externen Anschlüssen versehen ist, die nach außen vorstehen; ein Leistungshalbleiterelement, das auf der ersten Hauptfläche befestigt ist; und ein Dichtungsharzmaterial mit elektrisch isolierenden Eigenschaften zum dichten Einschließen des Leistungshalbleiterelements und des Leiterrahmens, wobei der Leiterrahmen in einer Region mit einem Bereich, in dem das Leistungshalbleiterelement festgelegt ist, flach ausgebildet sind, wobei die externen Anschlüsse und die zweite Hauptfläche in der Region nach außen frei liegen und wobei die zweite Hauptfläche in der Region mit der ebenen Oberfläche der Abstrahlungseinrichtung durch einen wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Klebstoff verbunden ist.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem ersten Beispiel ist das Dichtungsharzmaterial weder mit einer Öffnung noch mit einem Schlitz zum Aufnehmen einer Schraube versehen, so daß ein Bereich des Dichtungsharzmaterials, der bisher zum Bilden einer derartigen Öffnung oder eines derartigen Schlitzes in einer herkömmlichen Vorrichtung erforderlich war, eliminiert werden kann. Der Bereich des Dichtungsharzmaterials, der zum Bilden einer Öffnung oder eines Schlitzes erforderlich war, hat keinen Einfluß auf die Abstrahlungseigenschaft hinsichtlich der Verlustwärme, die in dem Leistungshalbleiterelement erzeugt wird, so daß eine Miniaturisierung der Vorrichtung ohne Einbußen bei der Abstrahlungseffizienz erzielt wird.
  • Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel weist die Wärmesenke in einer derartigen Weise auf, daß ihre vierte Hauptfläche frei liegt, so daß es möglich ist, die Abstrahlungseffizienz für eine in dem Leistungshalbleiterelement erzeugte Verlustwärme zu verbessern, indem die vierte Hauptfläche mit einer ebenen Oberfläche der externen Abstrahlungseinrichtung in Kontakt gebracht wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem dritten Beispiel ist der stufenartig zurückspringende Bereich an der der vierten Hauptfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Dichtungsharzmaterials ausgebildet, so daß es möglich ist, die vierte Hauptfläche mit der ebenen Oberfläche der externen Abstrahlungseinrichtung mit einer Druckbeaufschlagungskraft in Kontakt zu bringen, indem die Oberfläche des Dichtungsharzmaterials mit dem Abstützelement mit Druck beaufschlagt wird, das mit dem zurückspringenden Bereich in Eingriff steht.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Bewegung der Vorrichtung zu begrenzen und die Vorrichtung in stabiler Weise an der Abstrahlungseinrichtung zu fixieren, indem das Abstützelement mit dem zurückspringenden Bereich in Eingriff gebracht wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem vierten Beispiel ist der zurückspringende Bereich als Nut ausgebildet, die sich in Form eines Streifens von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende entlang einer die Oberfläche des Dichtungsharzmaterials in gleiche Teile teilenden Mittellinie erstreckt. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorrichtung mit einer vorspannungslosen Druckbeaufschlagungskraft gegen die externe Abstrahlungseinrichtung zu drücken, indem ein bandplattenförmiges Klemmelement verwendet wird, das mit dieser Nut in Eingriff steht.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem fünften Beispiel ist der zurückspringende Bereich als Vertiefung ausgebildet, die im Zentrum der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorrichtung mit einer vorspannungslosen Druckbeaufschlagungskraft gegen die externe Abstrahlungseinrichtung zu drücken, indem ein mit dieser Vertiefung in Eingriff stehendes Abstützelement verwendet wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel ist der zurückspringende Bereich in Form von zwei Vertiefungen ausgebildet, die an einem ersten und einem gegenüberliegenden zweiten Ende der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials separat vorgesehen sind.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die Vorrichtung mit einer vorspannungslosen Druckbeaufschlagungskraft gegen die externe Abstrahlungseinrichtung zu drücken, indem ein Paar von Abstützelementen verwendet wird, die mit diesen Vertiefungen in Eingriff stehen. Hierbei wird die Bewegung der Vorrichtung weiter beschränkt, so daß die Stabilität weiter verbessert wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem siebten Beispiel ist der Leiterrahmen in der Region flach ausgebildet, die den Bereich beinhaltet, der mit dem Leistungshalbleiterelement bestückt ist, und die zweite Hauptfläche dieser Region liegt nach außen hin frei, so daß eine ausgezeichnete Abstrahlungseigenschaft erzielt werden kann, indem diese ebene Region durch einen elektrisch leitenden Klebstoff mit der ebenen Oberfläche der externen Abstrahlungseinrichtung verbunden wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem achten Beispiel ist der Leiterrahmen entlang der Gesamtregion mit Ausnahme der externen Anschlüsse eben ausgebildet, so daß sich der Schritt der Befestigung von verschiedenen Arten von Elementen einschließlich des Leistungshalbleiterelements an dem Leiterrahmen in einfacher Weise ausführen läßt. Dadurch wird die Herstellungseffizienz für die Vorrichtung verbessert.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem neunten Beispiel weist der Leiterrahmen den Krümmungsbereich auf, der eine Stufe zwischen der ebenen Region, in der das Leistungshalbleiterelement festgelegt ist, und den externen Anschlüssen bildet, so daß eine Zwischenraumdistanz zwischen den externen Anschlüssen und der ebenen Oberfläche in einfacher Weise gewährleistet ist, wenn die ebene Region mit der ebenen Oberfläche der externen Abstrahlungseinrichtung verbunden wird. Auf diese Weise läßt sich die Vorrichtung in einfacher Weise an der Abstrahlungseinrichtung anbringen.
  • Ferner ist der Krümmungsbereich in das Dichtungsharzmaterial eingebettet, so daß es kaum zu einer Trennung an der Grenzfläche zwischen dem Leiterrahmen und dem Dichtungsharzmaterial kommt. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert.
  • Die Vorrichtung gemäß dem zehnten Beispiel weist das Steuerhalbleiterelement auf, das den Betrieb des Leistungshalbleiterelements steuert, so daß die Vorrichtung ohne Verbindung des Steuerhalbleiterelements oder einer diesem entsprechenden Schaltung mit der äußeren Umgebung verwendet werden kann.
  • Auf diese Weise wird die Nutzbarkeit der Vorrichtung verbessert. Außerdem ist das Steuerhalbleiterelement zusammen mit dem Leistungshalbleiterelement an der ebenen Region in dem Leiterrahmen befestigt, so daß diese Elemente in einfacher Weise an dem Leiterrahmen angebracht werden können. Hierdurch wird die Herstellungseffizienz der Vorrichtung verbessert.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem elften Beispiel weist der Leiterrahmen den Vorsprung auf, der in das Dichtungsharzmaterial eingebettet ist, so daß eine Trennung an der Grenzfläche zwischen dem Leiterrahmen und dem Dichtungsharzmaterial durch den Vorsprung unterdrückt wird. Auf diese Weise wird die Haftung zwischen dem Leiterrahmen und dem Dichtungsharzmaterial verbessert, und infolgedessen wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert. Weiterhin ist der Vorsprung an einem Randbereich der Vorrichtung vorgesehen, so daß der Vorsprung in einfacher Weise durch Stanzen und Biegen gebildet werden kann.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem zwölften Beispiel hat der Vorsprung eine derartige Formgebung, daß die Breite an dem vorderen Endbereich größer ist als die Breite an dem Basisbereich, so daß der Vorsprung an dem Dichtungsharzmaterial in wirksamer Weise gestoppt bzw. gehalten wird. Dadurch wird die Haftung zwischen dem Leiterrahmen und dem Dichtungsharzmaterial weiter verbessert.
  • Bei der Vorrichtung gemäß dem dreizehnten Beispiel ist der Leiterrahmen in eine Vielzahl von Inselbereichen unterteilt, die voneinander getrennt sind, und der Vorsprung ist selektiv in demjenigen Inselbereich der Vielzahl von Inselbereichen vorgesehen, der eine Fläche einnimmt, die eine bestimmte Größe übersteigt, so daß der Inselbereich, bei dem eine Trennung an der Grenzfläche entstehen kann, selektiv verstärkt wird. Dadurch wird die Haftung zwischen dem Leiterrahmen und dem Dichtungsharzmaterial in wirksamer Weise verbessert, ohne daß mehrere Vorsprünge vorgesehen werden.
  • Der Modul gemäß dem vierzehnten Beispiel weist die Abstrahlungseinrichtung auf, so daß keine externe Abstrahlungseinrichtung separat angebracht werden muß. Auf diese Weise wird die Nutzbarkeit des Moduls verbessert. Außerdem ist die Halbleitervorrichtung an der Abstrahlungseinrichtung mittels des Abstützelements befestigt, das die Oberfläche des Dichtungsharzmaterials mit Druck beaufschlagt, so daß weder eine Öffnung noch ein Schlitz zum Aufnehmen einer Schraube für die Befestigung der Halbleitervorrichtung an der Abstrahlungseinrichtung erforderlich ist, die bei der herkömmlichen Halbleitervorrichtung notwendig waren. Das Dichtungsharzmaterial ist somit im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung vermindert, und die Halbleitervorrichtung ist miniaturisiert.
  • Bei dem Modul gemäß dem fünfzehnten Beispiel wird das Dichtungsharzmaterial der Halbleitervorrichtung von dem bandplattenförmigen Klemmelement mit Druck beaufschlagt, das mit dem ersten Endbereich an der Abstrahlungseinrichtung befestigt ist. Die Halbleitervorrichtung ist somit durch das Abstützelement mit einer einfachen Konstruktion an der Abstrahlungseinrichtung befestigt, so daß sich der Modul in einfacher Weise montieren läßt.
  • Bei dem Modul gemäß dem sechzehnten Beispiel ist der zurückspringende Bereich an der Oberfläche des Dichtungsharzmaterials derart vorgesehen, daß der zweite Endbereich des Klemmelement mit diesem zurückspringenden Bereich in Eingriff steht, so daß eine Bewegung der Halbleitervorrichtung eingeschränkt ist. Auf diese Weise erhält man eine stabile Fixierung der Halbleitervorrichtung an der Abstrahlungseinrichtung.
  • Bei dem Modul gemäß dem siebzehnten Beispiel wird das Dichtungsharzmaterial der Halbleitervorrichtung von dem bandplattenförmigen Klemmelement mit Druck beaufschlagt, dessen erster Endbereich an der Innenwand des Gehäuses festgelegt ist, das mit der Abstrahlungseinrichtung in fester Weise gekoppelt ist. Die Halbleitervorrichtung ist somit durch das Abstützelement mit einer einfachen Konstruktion an der Abstrahlungseinrichtung befestigt, so daß sich der Modul in einfacher Weise montieren läßt.
  • Bei dem Modul gemäß dem achtzehnten Beispiel wird das Dichtungsharzmaterial der Halbleitervorrichtung durch das elastische Element mit Druck beaufschlagt, das frei in die Öffnung des Schaltungssubstrats eingesetzt ist und mit dem ersten Endbereich an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist, das mit der Abstrahlungseinrichtung fest gekoppelt ist. Das heißt, die Halbleitervorrichtung ist an der Abstrahlungseinrichtung durch das Abstützelement mit einer einfachen Konstruktion befestigt, so daß sich der Modul in einfacher Weise zusammenbauen läßt.
  • Der Modul gemäß dem neunzehnten Beispiel weist die Abstrahlungseinrichtung auf, so daß keine externe Abstrahlungseinrichtung separat angebracht werden muß. Außerdem ist die frei liegende Oberfläche der ebenen Region des Leiterrahmens, der mit dem Leistungshalbleiterelement bestückt ist, mit der ebenen Oberfläche der externen Abstrahlungseinrichtung durch den elektrisch isolierenden Klebstoff verbunden, so daß eine ausgezeichnete Abstrahlungseigenschaft erzielt werden kann.
  • Darüber hinaus muß das Dichtungsharzmaterial weder mit einer Öffnung noch mit einem Schlitz zum Aufnehmen einer Schraube für die Befestigung der Halbleitervorrichtung an der Abstrahlungseinrichtung versehen sein, wie dies bisher bei der herkömmlichen Halbleitervorrichtung erforderlich war, so daß das Dichtungsharzmaterial im Vergleich zu der herkömmlichen Halbleitervorrichtung vermindert ist und eine Miniaturisierung der Halbleitervorrichtung erzielt wird.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Aufgabe einer Halbleitervorrichtung, mit der sich eine Miniaturisierung unter Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Abstrahlungseigenschaft erzielen läßt, sowie in der Schaffung eines Halbleitermoduls, der durch Befestigen einer solchen Halbleitervorrichtung an einer Abstrahlungseinrichtung gebildet ist.
  • Die vorstehenden, sowie weitere Ziele, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung und eines Moduls;
  • 2 ein Schaltbild der in 1 gezeigten Vorrichtung;
  • 3 eine im Schnitt dargestellte Frontansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung;
  • 4 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung;
  • 6 eine teilweise fragmentarische Seitenaufrißansicht einer Vorrichtung und eines Moduls;
  • 7 eine teilweise fragmentarische Seitenaufrißansicht einer Vorrichtung und eines Moduls;
  • 8 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Moduls;
  • 9 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Moduls;
  • 10 eine im Schnitt dargestellte Frontansicht einer Vorrichtung;
  • 11 eine Frontaufrißansicht eines Moduls;
  • 12 eine Draufsicht zur Erläuterung eines Leiterrahmens einer Vorrichtung;
  • 13 eine fragmentarische Perspektivansicht zur Erläuterung des Leiterrahmens der Vorrichtung;
  • 14 eine im Schnitt dargestellte Frontansicht der Vorrichtung;
  • 15 eine im Schnitt dargestellte Frontansicht einer Vorrichtung und eines Moduls;
  • 16 eine im Schnitt dargestellte Frontansicht einer Vorrichtung und eines Moduls; und
  • 17 eine von unten gesehene Draufsicht auf eine herkömmliche Vorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELE
  • 1. Beispiel 1
  • Als erstes wird eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Beispiel beschrieben.
  • 1-1. Schaltungsstruktur
  • 2 zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung der Schaltungsstruktur der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Beispiel. Diese Vorrichtung 101 weist eine Leistungsschaltung 10 mit einem Leistungshalbleiterelement, das den Fluß einer einen Hauptstrom führenden Leistungsversorgung zu einer Last moduliert/steuert sowie eine Steuerschaltung 15 auf, die den Betrieb dieses Leistungshalbleiterelements steuert.
  • Die Vorrichtung 101 weist das Leistungshalbleiterelement auf, das von Wärmeerzeugung begleitet wird, und aus diesem Grund erfolgen die Überlegungen hinsichtlich der Struktur in einer derartigen Weise, daß eine in dem Leistungshalb leiterelement erzeugte Verlustwärme in effektiver Weise nach außen abgeführt werden kann, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.
  • Zusätzlich zu einem IGBT-Element 11, das als Leistungshalbleiterelement dient, weist die Leistungsschaltung 10 eine Freilaufdiode 12 auf. Das IGBT-Element 11 ermöglicht das Leiten und Unterbinden des Hauptstroms (d. h. es schaltet diesen), der von einer Kollektorelektrode C zu einer Emitterelektrode E fließt. Dieser Hauptstrom wird einer externen Last durch externe Anschlüsse 5 zugeführt, die mit der Kollektorelektrode C und der Emitterelektrode E verbunden sind. Die Freilaufdiode 12, die mit dem IGBT-Element 1 antiparallel verbunden ist, ist dazu ausgebildet, das IGBT-Element 11 vor Bruch zu schützen, der durch Anlegen einer übermäßigen Umkehrspannung hervorgerufen wird.
  • Die Steuerschaltung 15, die mit der Leistungsschaltung 10 durch eine Vielzahl von Drähten 14 gekoppelt ist, besitzt ein Steuerhalbleiterelement 16 als integriertes Schaltungselement, das zusammen mit einem Widerstandselement 17, einem kapazitiven Element 18 und dergleichen eine zentrale Rolle beim Steuern des IGBT-Elements 11 spielt. Diese Elemente bilden eine Treiberschaltung und eine Schutzschaltung. Bei der Treiberschaltung handelt es sich um ein Schaltungsteil in der Steuerschaltung, das ein Gatespannungssignal ansprechend auf ein Steuersignal, das an einem von einer Vielzahl von externen Anschlüssen 6 eingegeben wird, zu der Gateelektrode G überträgt. Bei der Schutzschaltung handelt es sich um ein Schaltungsteil, das die Betriebsumgebung des IGBT-Elements 11 überwacht und das IGBT-Element 11 vor einer Beschädigung schützt, wenn eine Anomalie auftritt.
  • Die in 2 dargestellte Schutzschaltung überwacht die Spannung über der Kollektorelektrode C und der Emitterelektrode E, d. h. die Kollektor-Emitter-Spannung, und steuert die Gateelektrode G an, wenn diese Spannung über einen vorbestimmten Referenzwert übermäßig ansteigt, um dadurch das IGBT-Element 11 unabhängig von dem externen Steuersignal abzuschalten. Diese Schutzschaltung überwacht ferner einen schwachen Strom, der durch eine Abtastelektrode S fließt, in Proportion zu dem Hauptstrom, der durch das IGBT-Element 11 fließt, d. h. einen Abtaststrom, und steuert die Gateelektrode G an, wenn der Hauptstrom über einen vorbestimmten Referenzwert übermäßig ansteigt, um dadurch das IGBT-Element 11 unabhängig von dem externen Steuersignal abzuschalten.
  • Darüber hinaus übermittelt die in 2 gezeigte Schutzschaltung ein Signal, das das Auftreten einer Anomalie anzeigt, durch die externen Anschlüsse 6 nach außen, wenn eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt. Somit erfüllt die Schutzschaltung die Rolle des Schützens des IGBT-Elements 11 vor einer Beschädigung aufgrund einer Anomalie, wie zum Beispiel einer Überspannung oder einem Überstrom.
  • 1-2. Gesamtkonstruktion
  • 3 zeigt eine im Schnitt dargestellte Frontansicht der Vorrichtung 101. Wie in 3 gezeigt ist, sind verschiedene Arten von Elementen, die in der Steuerschaltung 15 und der Leistungsschaltung 10 enthalten sind, mit einer Vielzahl von Bereichen auf einem flächenkörperartigen Leiterrahmen 3 verlötet, der im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Metall, wie zum Beispiel Kupfer, besteht. In 3 sind das IGBT-Element 11 und das Steuerhalbleiterelement 16 als repräsentative Beispiele für diese Elemente dargestellt. Diese Elemente sind vorzugsweise als blanke Chipelemente ausgebildet, wie dies in 3 gezeigt ist.
  • Das IGBT-Element 11 ist mit einem weiteren Bereich des Leiterrahmens 3 mit einem Bondverbindungsdraht 13 beispielsweise aus Aluminium elektrisch verbunden. In ähnlicher Weise ist das Steuerhalbleiterelement 16 mit noch einem weiteren Bereich des Leiterrahmens 3 mit einem Bondverbindungsdraht 19 beispielsweise aus Gold elektrisch verbunden. Der Leiterrahmen 3 bildet eine Verdrahtungsstruktur 4 aus der Steuerschaltung 15 und der Leistungsschaltung 10 einschließlich der Drähte 14 sowie den externen Anschlüssen 5 und 6.
  • Eine plattenartige Wärmesenke 51, die im wesentlichen aus einem wärmeleitenden Metall, wie zum Beispiel Aluminium oder Kupfer, besteht, ist gegenüber von der unteren Hauptfläche des Leiterrahmens 3 vorgesehen, die der oberen Hauptfläche (der Elementträgerfläche) des Leiterrahmens 3 entgegengesetzt ist, der mit den verschiedenen Arten von Elementen bestückt ist. Elektrisch isolierendes, wärmeleitendes Dichtungsharzmaterial 2 sorgt für das dichte Einschließen des Bereichs der Verdrahtungsstruktur 4 des Leiterrahmens 3, der verschiedenen Arten von Elementen, die in der Verdrahtungsstruktur vorhanden sind, sowie der Wärmesenke 51.
  • Ein geringfügiger Zwischenraum ist zwischen dem Leiterrahmen 3 und der Wärmesenke 51 vorhanden, und dieser Zwischenraum ist mit dem Dichtungsharzmaterial 2 ausgefüllt. Das den Zwischenraum ausfüllende Dichtungsharzmaterial 2 ist dazu ausgebildet, den Leiterrahmen 3 gegenüber der Wärmesenke 51 elektrisch zu isolieren sowie die Verlustwärme, die in dem IGBT-Element 11 erzeugt wird, in ausgezeichneter Weise von dem Leiterrahmen 3 zu der Wärmesenke 51 zu übertragen. Das Dichtungsharzmaterial 2 ist ferner dazu ausgebildet, den Leiterrahmen 3 in fixierender Weise mit der Wärmesenke 51 zu koppeln sowie die Verdrahtungsstruktur 4 sowie die verschiedenen Arten von daran vorhandenen Elementen gegen externe Feuchtigkeit und dergleichen zu schützen.
  • Eine Nut (zurückspringender Bereich) 21 ist in der oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 ausgebildet. Ein Klemmelement zum Befestigen der Vorrichtung 101 an einer externen Abstrahlungsrippe wird in diese Nut 21 eingesetzt, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 101. Die vorstehend genannte 3 entspricht einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 4. Wie in 4 gezeigt ist, ragen die externen Anschlüsse 5 und 6, die in zwei Reihen angeordnet sind, von Seitenwänden des Dichtungsharzmaterials 2 nach außen. Die streifenförmige Nut 21 ist in der oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 derart ausgebildet, daß sie sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende von diesem entlang einer Mittellinie erstreckt, die die obere Oberfläche in zwei streifenförmige Regionen entlang der externen Anschlüsse 5 bzw. 6 teilt. Die Nut 21 wird zur gleichen Zeit ausgebildet, zu der das Dichtungsharzmaterial 2 in eine Form eingebracht wird. Das heißt, die Schritte zum Herstellen der Vorrichtung 101 machen keinen speziellen Schritt zum Bilden der Nut 21 erforderlich.
  • 5 zeigt eine von unten gesehene Draufsicht auf die Vorrichtung 101. Wie in 5 gezeigt ist, liegt die untere Hauptfläche der Wärmesenke 51, d. h. die Hauptfläche, die der dem Leiterrahmen 3 gegenüberliegenden oberen Hauptfläche entgegengesetzt ist, an der Bodenfläche des Dichtungsharzmaterials 2 frei. Die Vorrichtung 101 ist mit keinen Durchgangslöchern 99 versehen, wie diese bei der herkömmlichen Vorrichtung 150 erforderlich sind.
  • Wie im folgenden noch beschrieben wird, trägt die Nut 21 zur Befestigung zwischen der Vorrichtung 101 und einer Abstrahlungsrippe (Abstrahlungseinrichtung) 55 anstelle der Durchgangsöffnungen 99 bei. Daher sind Bereiche des Dichtungsharzmaterials 2, die für die Ausbildung der Durchgangslöcher 99 erforderlich waren, d. h. periphere Bereiche der Durchgangslöcher 99, weggelassen, wie dies bei einem Vergleich der 5 und 17 miteinander deutlich zu sehen ist.
  • Genauer gesagt, es ist die Fläche des Bodens des Dichtungsharzmaterials 2 bei der Vorrichtung 101 im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung 150 vermindert, so daß die Vorrichtung 101 miniaturisiert ist. Ferner tragen die Bereiche des Dichtungsharzmaterials 2 um die Durchgangslöcher 99 bei der Vorrichtung 150 nicht zu der Wärmeabstrahlung bei, so daß die Wärmeabstrahlungseffizienz der Vorrichtung 101 im Vergleich zu der der Vorrichtung 150 nicht geringer ist. Darüber hinaus wird somit bei der Vorrichtung 101 eine Miniaturisierung der Vorrichtung 101 erreicht, während eine hohe Abstrahlungseigenschaft in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung 150 erhalten bleibt.
  • 1-3. Benutzungsweise
  • 1 zeigt eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Benutzungsweise der Vorrichtung 101. Wie in 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 101 in einem normalen Benutzungsmodus an der externen Abstrahlungsrippe 55 befestigt. Die Abstrahlungsrippe 55 ist aus einem wärmeleitenden Material, wie zum Beispiel Aluminium, hergestellt und weist eine ebene Oberfläche auf.
  • Die Vorrichtung 101 ist an der Abstrahlungsrippe 55 derart befestigt, daß die frei liegende Oberfläche der Wärmesenke 51 mit der ebenen Oberfläche in Berührung steht. Die Verlustwärme, die in dem IGBT-Element 11 erzeugt wird, wird somit von der Wärmesenke 51 zu der Abstrahlungsrippe 55 übertragen, so daß sie in effizienter Weise nach außen abgeführt wird.
  • Die Vorrichtung 101 ist an der Abstrahlungsrippe 55 mit einem Klemmelement (Abstützelement) 61 befestigt. Das Klemmelement 61, bei dem es sich um ein bandplattenförmiges Element, beispielsweise aus einem Metall mit einer bestimmten Elastizität handelt, ist im wesentlichen S-förmig gekrümmt oder im wesentlichen stufenweise gekrümmt ausgebildet. Ein erster Endbereich des Klemmelements 61 ist an der ebenen Oberfläche der Abstrahlungsrippe 55 durch eine Schraube 62 festgelegt, während sich ein zweiter Endbereich in linearer Weise die Nut 21 entlang erstreckt.
  • Die in Querrichtung verlaufende Breite des zweiten Endbereichs, d. h. die Breite in der zu der Längsrichtung rechtwinkligen Richtung, ist derart vorgegeben, daß sie gleich der Breite der Nut 21 ausgebildet ist oder geringfügig dünner als diese ausgebildet ist, so daß der zweite Endbereich mit der Nut 21 in Eingriff steht. Das Klemmelement 61 drückt aufgrund seiner elastischen Rückstellkraft die Bodenfläche der Nut 21 gegen die ebene Oberfläche der Abstrahlungsrippe 55.
  • Auf diese Weise wird die Vorrichtung 101 durch das Klemmelement 61 gegen die Abstrahlungsrippe 55 gedrückt, so daß die Wärmesenke 51 und die Abstrahlungsrippe 55 in ausgezeichnetem thermischen Kontakt miteinander gehalten werden. Darüber hinaus steht das bandplattenförmige Klemmelement 61 mit der Nut 21 in Eingriff, so daß die Bewegung der Vorrichtung 101 in Bezug auf die Abstrahlungsrippe 55 eingeschränkt ist.
  • Insbesondere ist die Nut 21 entlang der Mittellinie ausgebildet, die die obere Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 in zwei Teile unterteilt, so daß die durch das Klemmelement 61 auf die Vorrichtung 101 ausgeübte Druckbeaufschlagungskraft ohne Vorspannung ist und die Vorrichtung 101 in stabiler Weise fixiert ist. Ferner erstreckt sich das Klemmelement 61 entlang eines Raums, der zwischen den beiden Reihen der externen Anschlüsse 5 und 6 gehalten ist, so daß es zu keiner Behinderung im Hinblick auf diese externen Anschlüsse 5 und 6 kommt.
  • Die Vorrichtung 101 wird an der Abstrahlungsrippe 55 vollständig befestigt, indem das eine einfache Konstruktion aufweisende Klemmelement 61 lediglich mit der Nut 21 in Eingriff gebracht wird. Das heißt, der Befestigungsschritt zum Befestigen der Vorrichtung 101 an der Abstrahlungsrippe 55 ist ähnlich einfach wie der Befestigungsschritt bei der herkömmlichen Vorrichtung 150. Auf diese Weise erreicht die Vorrichtung 101 eine Miniaturisierung ohne Beeinträchtigung nicht nur der Abstrahlungseffizienz, sondern auch der einfachen Anbringbarkeit an der Abstrahlungsrippe 55 im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung 150.
  • Aufgrund der Miniaturisierung der Vorrichtung 101 kann eine größere Anzahl von Vorrichtungen 101 bei dem Schritt des dichten Einschließens in das Dichtungsharzmaterial 2 mit einer einzigen Form erzeugt werden. Hierdurch wird die Produktivität verbessert. Dies trägt zu einer Reduzierung der Fertigungskosten für die Vorrichtung 101 bei.
  • Eine angewandte Vorrichtung, die durch Befestigen der Vorrichtung 101 mittels des Klemmelements 61 an der Abstrahlungsrippe 55 gebildet ist, kann als Halbleitermodul 121 in ein Produkt eingebracht werden. Der Halbleitermodul 121 hat einen hohen Nutzen beim Erzielen einer ausgezeichneten Abstrahlungseigenschaft, ohne daß eine Abstrahlungsrippe separat erforderlich ist.
  • 2. Beispiel 2
  • 6 zeigt eine teilweise fragmentarische Seitenaufrißansicht unter Darstellung einer Vorrichtung 102, bei der es sich um eine Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel handelt, sowie eines Halbleitermoduls 122, in den diese Vorrichtung 102 integriert ist. In den nachfolgenden Zeichnungen sind Bereiche, die mit denen der Vorrichtung und des Moduls gemäß dem in den 1 bis 5 gezeigten ersten Beispiel identisch sind, oder entsprechende Bereiche (Bereiche mit den gleichen Funktionen) mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine redundante Beschreibung verzichtet wird.
  • Die Vorrichtung 102 unterscheidet sich von der Vorrichtung 101 in einem Gesichtspunkt in charakteristischer Weise, daß eine Vertiefung (zurückspringender Bereich) 22 anstelle der Nut 21 vorhanden ist. Die Vertiefung 22 ist in einem im wesentlichen zentralen Bereich einer oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 vorgesehen.
  • Ein Klemmelement (Abstützelement) 63 zum Befestigen der Vorrichtung 102 an einer Abstrahlungsrippe 55 ist in Form einer dem Klemmelement 61 ähnlichen Bandplatte ausgebildet, wobei der erste Endbereich von diesem mittels einer Schraube 62 an der Abstrahlungsrippe 55 befestigt ist, während sein zweiter Endbereich mit der Vertiefung 22 in Eingriff steht und die Bodenfläche der Vertiefung 22 mit einer elastischen Rückstellkraft beaufschlagt.
  • Das Klemmelement 63 ist ferner in einem über dem Dichtungsharzmaterial 2 angeordneten Bereich stufenartig gebogen, so daß es nur mit der Bodenfläche der Vertiefung 22 an der oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 in Kontakt steht, während es von den anderen Bereichen als der Vertiefung 22 getrennt ist. Auf diese Weise ist die Vorrichtung 102 durch das Klemmelement 63 fixiert, das mit der Vertiefung 22 in Eingriff steht, so daß eine Bewegung der Vorrichtung 102 entlang einer ebenen Oberfläche der Abstrahlungsrippe nicht nur in Form einer Rotationsbewegung sondern auch in einer Translationsbewegung in einer beliebigen Richtung eingeschränkt ist.
  • Insbesondere wird die Bewegung der Vorrichtung 102 in bezug auf die Abstrahlungsrippe 55 in wirksamer Weise weiter unterdrückt. Insbesondere ist die Vertiefung 22 im wesentlichen in dem zentralen Bereich der oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 ausgebildet, so daß die von dem Klemmelement 63 auf die Vorrichtung 102 ausgeübte Druckbeaufschlagungskraft ohne Vorspannung ist und die Vorrichtung 102 in stabiler Weise fixiert ist.
  • 3. Beispiel 3
  • 7 zeigt eine teilweise fragmentarische Seitenaufrißansicht zur Erläuterung einer Vorrichtung 103, bei der es sich um eine Halbleitervorrichtung gemäß einem dritten Beispiel handelt, sowie eines Halbleitermoduls 123, in den diese Vorrichtung 103 integriert ist. Bei der Vorrichtung 103 sind zwei streifenförmige Nuten (Vertiefung, zurückspringender Bereich) 23 und 24 entlang einer Mittellinie ausgebildet, die eine obere Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 in zwei streifenförmige Regionen entlang von externen Anschlüssen 5 bzw. 6 teilt, so daß sie an den beiden Endbereichen der Mittellinie separat vorgesehen sind.
  • Die Vorrichtung 103 ist an einer Abstrahlungsrippe 55 mittels Klemmelementen (Abstützelementen) 64 und 65 befestigt, die mit den Nuten 23 bzw. 24 in Eingriff stehen, während sie die Bodenflächen von diesen mit der elastischen Rückstellkraft mit Druck beaufschlagen. Die ersten Endbereiche der Klemmelemente 64 und 65 sind ähnlich wie bei dem Klemmelement 61 mittels Schrauben 62 an der Abstrahlungsrippe 55 befestigt.
  • Auf diese Weise ist die Vorrichtung 103 in zwei Bereichen abgestützt, die an den beiden Endbereichen der Mittellinie angeordnet sind, so daß eine Bewegung in bezug auf die Abstrahlungsrippe 55 in effektiver Weise weiter unterdrückt wird. Gleichzeitig ist die von den Klemmelementen 64 und 65 auf die Vorrichtung 103 ausgeübte Druckbeaufschlagungskraft ohne Vorspannung, so daß die Vorrichtung 103 in stabiler Weise fixiert ist.
  • 4. Beispiel 4
  • 8 zeigt eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Moduls 124, bei dem es sich um ein weiteres Beispiel eines Halbleitermoduls handelt, in den die Vorrichtung 101 gemäß dem ersten Beispiel integriert ist. Zusätzlich zu der Vorrichtung 101 und der Abstrahlungsrippe 55 weist dieser Modul 124 ferner ein Schaltungssubstrat 71 und ein Gehäuse 72 auf. Die Vorrichtung 101 ist an der Abstrahlungsrippe 55 durch ein Klemmelement 66 befestigt, das mit einem ersten Endbereich an der Innenwand des Gehäuses 72 festgelegt ist.
  • Das Schaltungssubstrat 71 weist ein vorbestimmtes Verdrahtungsmuster (nicht gezeigt) auf, das einer gewünschten Funktion des Moduls 124 entspricht. Das Schaltungssubstrat 71 ist zusammen mit der Vorrichtung 101 mit verschiedenen Arten von Schaltungselementen 73 und 74 bestückt, die der Funktion des Moduls 124 entsprechen. Bei diesen Schaltungselementen 73 und 74 handelt es sich zum Beispiel um ein Widerstandselement bzw. ein kapazitives Element.
  • Die Schaltungselemente 73 und 74 sowie die Vorrichtung 101 sind auf einer ersten Hauptfläche (obere Hauptfläche) bzw. auf einer zweiten Hauptfläche (untere Hauptfläche) des Schaltungssubstrats 71 angeordnet. Auf diese Weise kann die Abstrahlungsrippe 55 mit der Vorrichtung 101 gekoppelt werden, ohne daß es zu einer Behinderung hinsichtlich der Schaltungselemente 73 und 74 kommt.
  • Eine Öffnung ist in der Bodenfläche des Gehäuses 72 selektiv vorgesehen, so daß die Abstrahlungsrippe 55 zur Befestigung an dem Gehäuse 72 in diese Öffnung eingesetzt wird. Somit liegt die Abstrahlungsrippe 55 an einer Seite zur Außenseite des Gehäuses 72 frei, die zu einer ebenen Oberfläche entgegengesetzt ist, an der die Vorrichtung 101 befestigt ist.
  • Der erste Endbereich des bandplattenförmigen Klemmelements (Abstützelements) 66, der L-förmig gebogen ist, ist an der inneren Seitenwand des Gehäuses 72 befestigt. Ein zweiter Endbereich des Klemmelements 66 steht mit einer Nut 21 in Eingriff, in ähnlicher Weise wie bei dem Klemmelement 61 in dem Modul 121 gemäß dem ersten Beispiel, und drückt die Bodenfläche der Nut 21 mittels der elastischen Rückstellkraft gegen die Abstrahlungsrippe 55. Auf diese Weise ist die Fixierung zwischen der Vorrichtung 101 und der Abstrahlungsrippe 55 gebildet. Das Schaltungssubstrat 71 ist somit nicht direkt an dem Gehäuse 72 befestigt, sondern durch die Vorrichtung 101 und die Abstrahlungsrippe 55 fest mit dem Gehäuse 72 gekoppelt.
  • Der Modul 124 weist ferner Anschlüsse (nicht gezeigt) auf, die mit einer externen Stromquelle und einer Last verbunden sein können, um dadurch zum Beispiel einen Inverter zu bilden. Somit sorgt der Modul 124 für eine effiziente Wärmeabstrahlung, indem er die Abstrahlungsrippe 55 aufweist, und er sorgt für eine gewünschte Funktion entsprechend einer angewandten Vorrichtungsform der Vorrichtung 101, indem er ferner das Schaltungssubstrat 71 und die verschiedenen Arten von Elementen 73 und 74 aufweist.
  • Ein Schritt zum Befestigen der Vorrichtung 101 an der Abstrahlungsrippe 55 mittels des Klemmelements 66 ist einfach und erfolgt in ähnlicher Weise wie der Schritt zum Befestigen der Vorrichtung 101 mittels des Klemmelements 61. Das heißt, dieser Modul 124 kann ebenfalls in einfacher Weise mit einer miniaturisierten Halbleitervorrichtung montiert werden, und zwar in ähnlicher Weise wie bei den Modulen 121 bis 123.
  • 5. Beispiel 5
  • 9 zeigt eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Moduls 125, bei dem es sich um ein weiteres Beispiel eines Halbleitermoduls handelt, in den die Vorrichtung 102 gemäß dem zweiten Beispiel integriert ist. Auch dieser Modul 125 weist ein Schaltungssubstrat 71 und ein Gehäuse 72 zusätzlich zu der Vorrichtung 102 und einer Abstrahlungsrippe 55 auf, ähnlich wie bei dem Modul 124.
  • Bei dem Modul 125 ist die Vorrichtung 102 an der Abstrahlungsrippe 55 mittels einer Feder (elastischer Körper) 77 befestigt, die mit einem ersten Endbereich an der Innenwand des Gehäuses 72 festgelegt ist. Ein plattenartiges Element 78 ist in eine Vertiefung 22 eingesetzt, die in einer oberen Oberfläche des Dichtungsharzmaterials 2 ausgebildet ist. Eine Öffnung 76 ist selektiv in einem Bereich des Schaltungssubstrats 71 vorgesehen, der einem Bereich unmittelbar über der Vertiefung 22 entspricht.
  • Die Feder 77 ist in die Öffnung 76 frei eingesetzt, so daß ihr erster Endbereich an einem Bereich einer oberen Innenwand des Gehäuses 72 befestigt ist, der einem Bereich unmittelbar über der Vertiefung 22 entspricht, während ihr zweiter Endbereich an dem plattenartigen Element 78 befestigt ist. Die Feder 77 drückt das plattenartige Element 78 aufgrund ihrer elastischen Rückstellkraft gegen die Abstrahlungsrippe 55. Das heißt, die Vorrichtung 102 ist durch die Druckkraft der Feder 77 an der Abstrahlungsrippe 55 befestigt.
  • Ein Schritt zum Befestigen der Vorrichtung 102 an der Abstrahlungsrippe 55 mittels der Feder 77 ist ähnlich dem Schritt der Befestigung der Vorrichtung 101 mittels des Klemmelements 61 in einfacher Weise möglich. Das heißt, auch dieser Modul 125 kann in einfacher Weise mit einer miniaturisierten Halbleitervorrichtung zusammengebaut werden, ähnlich wie bei den Modulen 121 bis 123.
  • Darüber hinaus ist die für den Modul 125 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Vorrichtung 102 nicht auf einen DIP-Typ beschränkt, sondern sie kann alternativ auch eine Bausteinstruktur aufweisen, wie zum Beispiel eine Vierweg-Flachbausteinstruktur, bei der externe Anschlüsse 5 und 6 von allen Seitenwänden des Dichtungsharzmaterials 2 vorstehen.
  • 6. Beispiel 6
  • 10 zeigt eine Frontaufrißansicht unter Darstellung einer Vorrichtung 104, bei der es sich um eine Halbleitervorrichtung gemäß einem sechsten Beispiel handelt. Bei dieser Vorrichtung 104 ist eine Wärmesenke 51 entfernt, und ein Teil eines Leiterrahmens 3, der ein Verdrahtungsmuster 4 bildet, ist als Ersatz nach außen frei liegend ausgebildet. Das heißt, eine Hauptfläche der Verdrahtungsstruktur 4, die einer Elementträgerfläche gegenüberliegt, an der ein IGBT-Element 11 und dergleichen festgelegt sind, ist nicht mit Dichtungsharzmaterial 2 bedeckt, sondern liegt frei.
  • 11 zeigt eine Frontaufrißansicht unter Darstellung einer Benutzungsweise dieser Vorrichtung 104. Wie in 11 gezeigt, ist die frei liegende Oberfläche des Leiterrahmens 3 in einer bevorzugten Benutzungsweise der Vorrichtung 104 durch einen wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Klebstoff 81 an einer ebenen Oberfläche einer Abstrahlungsrippe 55 befestigt. Genauer gesagt, es ist die Vorrichtung 104 an der Abstrahlungsrippe 55 befestigt, während gleichzeitig die elektrische Isolierung und die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Leiterrahmen 3 und der Abstrahlungsrippe 55 aufrechterhalten werden, indem in einfacher Weise der Klebstoff verwendet wird.
  • Die Vorrichtung 104 benötigt keine Durchgangslöcher 99, so daß eine von dem Dichtungsharzmaterial 2 eingenommene Fläche in ähnlicher Weise wie bei den Vorrichtungen 101 bis 103 reduziert ist. Darüber hinaus ist die Wärmesenke 51 eliminiert, wobei kein Bereich des Dichtungsharzmaterials 2 vorhanden ist, der zwischen der Wärmesenke 51 und dem Leiterrahmen 3 ausgefüllt wird, so daß auch die Höhe der Vorrichtung vermindert ist.
  • Bei der Vorrichtung 104 kann im Vergleich zu jeder der Vorrichtungen 101 bis 103 eine bemerkenswerte Miniaturisierung erzielt werden. Weiterhin ist der Leiterrahmen 3 nur durch den Klebstoff 81 mit der Abstrahlungsrippe 55 in Kontakt, so daß auch die Abstrahlungseffizienz verbessert ist. Die Vorrichtung 104 sorgt in kompatibler Weise für eine Verbesserung der Abstrahlungseffizienz und der Miniaturisierung.
  • Eine angewandte Vorrichtung, die durch Befestigen der Vorrichtung 104 an der Abstrahlungsrippe 55 mittels des Klebstoffs 81 gebildet ist, kann als Halbleitermodul 126 in ein Produkt eingebracht werden. Die für den Modul 126 verwendete Vorrichtung 104 ist ferner nicht auf einen DIP-Typ beschränkt, sondern kann alternativ hierzu eine Bausteinstruktur aufweisen, wie zum Beispiel eine Vierweg-Flachbausteinstruktur, bei der externe Anschlüsse 5 und 6 von allen Seitenwänden des Dichtungsharzmaterials 2 vorstehen.
  • 7. Beispiel 7
  • 12 zeigt eine Draufsicht auf einen Leiterrahmen 83, der in eine Halbleitervorrichtung gemäß einem siebten Beispiel integriert ist. Insbesondere zeigt diese Zeichnungsfigur eine Formgebung vor der Integration in die Halbleitervorrichtung, d. h. vor dem dichten Einschließen in Dichtungsharzmaterial. Wie in 12 gezeigt, sind alle Teile des Leiterrahmens 83 durch Verbindungsstege 86 vor dem Schritt des dichten Einschließens in integraler Weise miteinander gekoppelt.
  • Nach dem Abschluß des dichten Einschließvorgangs werden die Verbindungsstege 86 entlang von Schnittlinien C1 und C2 durchtrennt. Infolgedessen werden die externen Anschlüsse 5 und 6 von den Verbindungsstegen 86 getrennt, so daß der Leiterrahmen 83 in mehrere Inselbereiche getrennt wird, die voneinander isoliert ausgebildet sind.
  • In dem Leiterrahmen 83 sind Pseudovorsprünge 84, die nicht mit einer elektrischen Verbindung in Beziehung stehen, an Bereichen von Rändern vorgesehen, die die Ebenenkontur eines Verdrahtungsmusters 4 bilden, bei dem es sich um einen mit Dichtungsharzmaterial gefüllten Bereich handelt. Unter den Inselbereichen, die den Leiterrahmen 83 bilden, verursachen diejenigen, die große Flächen einnehmen, leicht eine Grenzflächentrennung zwischen den Inselbereichen und dem Dichtungsharzmaterial 2. Die Pseudovorsprünge (Vorsprünge) 84 sind an Inselbereichen 85 selektiv vorgesehen, die Flächen einnehmen, welche größer sind als eine bestimmte Fläche, d. h. denjenigen Inselbereichen, die leicht eine Grenzflächentrennung hervorrufen.
  • Die Pseudovorsprünge 84 sind vorzugsweise mit derartigen Formgebungen ausgewählt, daß die Breiten von vorderen Endbereichen von diesen größer sind als die Breiten von Basisbereichen in Richtung auf die Inselbereiche 85. Insbesondere sind T-förmige Gebilde, wie sie in 12 dargestellt sind, oder Hakenformen, wie zum Beispiel L-förmige Gebilde, bevorzugt.
  • Bei allen planaren Formgebungen werden die Pseudovorsprünge 64 gleichzeitig mit der Bildung des Leiterrahmens 83 durch Ausstanzen aus einem Plattenelement mit einer vorbestimmten Musterformgebung gebildet. Das heißt, es ist kein spezieller Schritt zum Hinzufügen der Pseudovorsprünge 84 zu dem Leiterrahmen 83 erforderlich.
  • 13 zeigt eine Ablaufdarstellung zur Erläuterung eines Biegeschrittes des Leiterrahmens 83, der vor dem Schritt des dichten Einschließens ausgeführt wird. Bei diesem Schritt erfolgt das Biegen in einer derartigen Weise, daß die Pseudovorsprünge 84 in bezug auf die Hauptfläche des Leiterrahmens 83 aufrecht angeordnet werden. Vorzugsweise erfolgt dieser Schritt vor der Befestigung eines IGBT-Elements 1, eines Steuerhalbleiterelements 16 und dergleichen an dem Leiterrahmen 83.
  • 14 zeigt eine im Schnitt dargestellte Frontansicht zur Erläuterung der inneren Struktur einer Halbleitervorrichtung 105, die den Leiterrahmen 83 verwendet. Wie in 14 gezeigt, ist jeder Pseudovorsprung 84 in das Dichtungsharzmaterial 2 eingebettet, wobei er von der Hauptfläche des Leiterrahmens 3 nach oben aufgerichtet ist. Der aufgerichtete Pseudovorsprung 84, der in eng kontaktierender Weise mit dem Dichtungsharzmaterial 2 umschlossen wird, verhindert, daß jeder mit dem Pseudovorsprung 84 gekoppelte Inselbereich eine Grenzflächentrennung zwischen dem Inselbereich und dem Dichtungsharzmaterial 2 hervorruft.
  • Genauer gesagt, es ist jeder Pseudovorsprung 84 dazu ausgebildet, die Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 83 und dem Dichtungsharzmaterial 2 zu verbessern. Wenn die Pseudovorsprünge 84 jeweils hakenförmig ausgebildet sind, ist der Effekt des Stoppens des Pseudovorsprungs 84 in dem Dichtungsharzmaterial 2 besonders ausgeprägt, und dadurch wird die Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 83 und dem Dichtungsharzmaterial 2 weiter verbessert.
  • Wie vorstehend beschrieben, weist der Leiterrahmen 83 die Pseudovorsprünge 84 bei der Vorrichtung 105 auf, so daß die Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 83 und dem Dichtungsharzmaterial 2 in vorteilhafter Weise gewährleistet wird, obwohl eine Hauptfläche des Leiterrahmens 83 nach außen frei liegt.
  • 8. Beispiel 8
  • 15 zeigt eine im Schnitt dargestellte Frontansicht zur Erläuterung einer Vorrichtung 106, bei der es sich um eine Halbleitervorrichtung gemäß einem achten Beispiel handelt, sowie eines Halbleitermoduls 127, in den die Vorrichtung 106 integriert ist. Ein an der Vorrichtung 106 vorgesehener Leiterrahmen 91 weist stufenweise gekrümmte Bereiche in Regionen auf, die den externen Anschlüssen 5 bzw. 6 in einer Region benachbart sind, die einem Verdrahtungsmuster 4 entspricht, das in Dichtungsharzmaterial 2 dicht eingeschlossen ist. Der Leiterrahmen 91 ist in diesen Krümmungsbereichen in das Dichtungsharzmaterial 2 eingebettet.
  • Weiterhin ist der Leiterrahmen 91 in einer Region eben ausgebildet, die zwischen den beiden Krümmungsbereichen gehalten ist. Verschiedene Arten von Elementen, wie zum Beispiel ein IGBT-Element 11 und ein Steuerhalbleiterelement 16, sind auf dem ebenen Bereich angeordnet. Eine Hauptfläche, die der Elementtragefläche des ebenen Bereichs entgegengesetzt ist, liegt zur Außenseite des Dichtungsharzmaterials 2 frei.
  • Somit liegt die Hauptfläche des Leiterrahmens 91 nicht über alle ihrer Regionen zur Außenseite des Dichtungsharzmaterials 2 frei, sondern eine Teilregion ist in das Dichtungsharzmaterial 2 in der Vorrichtung 106 eingebettet, so daß in vorteilhafter Weise eine hohe Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 91 und dem Dichtungsharzmaterial 2 erzielt werden kann.
  • Wie in 15 gezeigt, ist der ebene Bereich des Leiterrahmens 91 durch einen Klebstoff 81 mit einer ebenen Oberfläche einer Abstrahlungsrippe 55 verbunden. Das IGBT-Element 11 befindet sich somit auf einem Bereich des Leiterrahmens 91, der mit der Abstrahlungsrippe 55 in der Vorrichtung 106 in Kontakt steht, so daß die Abstrahlungseffizienz für Verlustwärme mit der Abstrahlungseffizienz der Vorrichtung 105 gemäß dem siebten Beispiel vergleichbar ist.
  • Aufgrund der Ausbildung der Krümmungsbereiche sind ferner die externen Anschlüsse 5 und 6 von der frei liegenden Oberfläche des ebenen Bereichs des Leiterrahmens 91 zurückversetzt. Die externen Anschlüsse 5 und 6 sind somit mit beträchtlichen Distanzen oberhalb der ebenen Oberfläche der Abstrahlungsrippe 55 angeordnet. Das heißt, es sind räumliche Distanzen in einigem Umfang zwischen den externen Anschlüssen 5 und 6 und der Abstrahlungsrippe 55 sichergestellt.
  • Daher ist es nicht notwendig, den Klebstoff 61 großflächig auf die ebene Oberfläche der Abstrahlungsrippe 55 einschließlich den unmittelbar unter den externen Anschlüssen 5 und 6 befindlichen Regionen aufzubringen, so daß ein Austritt über die externen Anschlüsse 5 und 6 und die Abstrahlungsrippe 55 hinaus verhindert werden kann. Auf diese Weise wird der Schritt der Anbringung der Vorrichtung 106 an der Abstrahlungsrippe 55 in vorteilhafter Weise vereinfacht.
  • Wie in 15 gezeigt, wird die Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 91 und dem Dichtungsharzmaterial 2 weiter verbessert, indem Pseudovorsprünge 84 auch an dem Leiterrahmen 91 vorgesehen werden. Ferner sind bei dieser Vorrichtung 106 die verschiedenen Arten von Elementen, wie zum Beispiel das IGBT-Element 11 und das Steuerhalbleiterelement 16, auf dem ebenen Bereich des Leiterrahmens 91 vorgesehen, so daß ein Schritt zum Befestigen dieser Elemente an dem Leiterrahmen 91 bei der Fertigung der Vorrichtung in vorteilhafter Weise einfach ist, ähnlich wie bei den Vorrichtungen 101 bis 105.
  • 9. Beispiel 9
  • 16 zeigt eine im Schnitt dargestellte Frontansicht einer Vorrichtung 107, bei der es sich um eine Halbleitervorrichtung gemäß einem neunten Beispiel handelt, sowie eines Halbleitermoduls 128, in den die Vorrichtung 107 integriert ist. Ein an der Vorrichtung 107 vorgesehener Leiterrahmen 92 weist stufenweise gekrümmte Bereiche auf, ähnlich wie bei dem Leiterrahmen 91. Eine einem Verdrahtungsmuster 4 entsprechende Region weist jedoch diese beiden ebenen Regionen um die Krümmungsbereiche auf, die zueinander parallel sind.
  • Diese ebenen Regionen weisen jeweils Breiten in einem gewissen Umfang auf, so daß ein Element, wie zum Beispiel ein IGBT-Element 11, das von Wärmeerzeugung begleitet ist, und ein Element, wie zum Beispiel ein Steuerhalbleiterelement 16, das von keiner Wärmeerzeugung begleitet ist, an diesen jeweiligen ebenen Oberflächen befestigt sind. Eine Hauptfläche des Leiterrahmens 92, die der Elementträgerfläche entgegengesetzt ist, liegt nur an einer der beiden ebenen Regionen in der dem Ver drahtungsmuster 4 entsprechenden Region zu der Außenseite des Dichtungsharzmaterials 2 frei. Das von Wärmeerzeugung begleitete IGBT-Element 11 ist in der frei liegenden ebenen Region befestigt.
  • Auch bei dieser Vorrichtung 107 wird eine hohe Adhäsion zwischen dem Leiterrahmen 92 und dem Dichtungsharzmaterial 2 in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung 106 erzielt. Wie in 16 gezeigt, wird die Adhäsion durch die Ausbildung von Pseudovorsprüngen 84 in ähnlicher Weise wie im vorstehenden Fall weiter verbessert.
  • Darüber hinaus ist das IGBT-Element 11 selektiv an dem die Hauptfläche freilegenden Bereich des Leiterrahmens 92 befestigt, so daß die Abstrahlungseffizienz ähnlich ausgezeichnet wie bei der Vorrichtung 106 ist. Weiterhin sind die externen Anschlüsse 5 und 6 in Richtung nach oben von der Abstrahlungsrippe 55 getrennt, so daß die Isolierung zwischen den externen Anschlüssen 5 und 6 und der Abstrahlungsrippe 55 in einfacher Weise gewährleistet werden kann, und zwar wiederum ähnlich wie bei der Vorrichtung 106.
  • 10. Modifikationen
    • (1) In der vorstehenden Beschreibung sind Beispiele von Halbleitermodulen, die durch Anbringen von Halbleitervorrichtungen auf Schaltungssubstraten 71 gebildet sind, nur in den Beispielen 4 und 5 veranschaulicht worden. Ein Halbleitermodul, der durch Kombinieren des Halbleitermoduls 121 des ersten Beispiels zum Beispiel mit dem Schaltungssubstrat 71 und dem Gehäuse 72 gebildet ist, kann ebenfalls als verwendbarer Modul in ein Produkt eingebracht werden, ähnlich den Modulen 124 und 125 gemäß den Beispielen 4 und 5. Dies gilt auch für die Halbleitermodule der übrigen Beispiele.
    • (2) Bei jedem der vorstehend beschriebenen Beispiele weist die Halbleitervorrichtung die Steuerschaltung 15 auf, die die Treiberschaltung und die Schutzschaltung beinhaltet. Im allgemeinen können die Elemente, wie zum Beispiel das in der Steuerschaltung 15 vorgesehene Steuerhalbleiterelement 16, auch nur eine Treiberschaltung bilden.
  • In diesem Fall benötigt das IGBT-Element 11 bei dem Schaltbild der 2 keine Abtastelektrode S. Ferner sind diejenigen von den mehreren Drähten 14 überflüssig, die die Kollektorelektrode und die Abtastelektrode S mit der Steuerschaltung 15 verbinden. Darüber hinaus sind auch Teile der mehreren externen Anschlüsse 6 nicht notwendig.
  • Weiterhin kann die Halbleitervorrichtung nur die Leistungsschaltung 10 aufweisen, ohne daß die Steuerschaltung 15 generell vorhanden ist. Darüber hinaus kann die Halbleitervorrichtung auch nur ein Leistungshalbleiterelement, wie zum Beispiel das IGBT-Element 11, aufweisen.

Claims (1)

  1. Halbleitervorrichtung mit externer Abstrahlungseinrichtung, wobei die Halbleitervorrichtung folgendes aufweist: – einen Leiterrahmen (3), der elektrisch leitend ist und in Form eines Flächenkörpers mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche ausgebildet ist und mit einer Vielzahl von externen Anschlüssen (5, 6) versehen ist, die nach außen vorstehen; – ein Leistungshalbleiterelement (10), das auf der ersten Hauptfläche befestigt ist; und – ein elektrisch isolierendes Dichtungsharzmaterial (2) zum dichten Einschließen des Leistungshalbleiterelements (10) und des Leiterrahmens (3) in einer derartigen Weise, daß die externen Anschlüsse (5, 6) außen freiliegen, – wobei das Dichtungsharzmaterial (2) weder mit einer Öffnung noch mit einem Schlitz zum Aufnehmen einer Schraube für die Befestigung des Dichtungsharzmaterials (2) an der externen Abstrahlungseinrichtung (55) versehen ist, wobei eine Wärmesenke (51) in einer derartigen Weise in das Dichtungsharzmaterial (2) integriert ist, daß die Wärmesenke (51), die aus wärmeleitendem Material und in Form einer Platte mit einer dritten und einer vierten Hauptfläche ausgebildet ist, derart vorgesehen ist, daß die dritte Hauptfläche der zweiten Hauptfläche mit einem Zwischenraum gegenüberliegt, während die vierte Hauptfläche der Wärmesenke (51) nach außen freiliegt und dazu ausgebildet ist, mit der externen Abstrahlungseinrichtung (55) in Kontakt gebracht zu werden, und wobei der Zwischenraum mit dem Dichtungsharzmaterial (2) gefüllt ist, das dazu ausgebildet ist, den Leiterrahmen (3) gegenüber der Wärmesenke (51) elektrisch zu isolieren, um Wärme zu der Wärmesenke (51) zu übertragen und den Leiterrahmen (3) in fixierender Weise mit der Wärmesenke (51) zu koppeln.
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