DE69832359T2 - Halbleitervorrichtung -anordnung und -schaltungen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleitervorrichtung-Anordnungen mit mehr als nur einem Komponenten körper innerhalb einer Hülle, wobei jeder Komponentenkörper eine Halbleiterkomponente aufweist, wie beispielsweise einen Leistungsfeldeffekttransistor (nachstehend als MOSFET bezeichnet) oder einen Bipolartransitor mit isolierter Gate-Elektrode (nachstehend als IGBP bezeichnet). Derartige Anordnungen können in beispielsweise gesteuerten Halbweg- oder Doppelweggleichrichtern und/oder in Halb-Brücke- oder Voll-Brücke-Treiberschaltungen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf Schaltungsanordnungen mit derartigen Anordnungen.
  • Die veröffentlichte UK Patentanmeldung GB-A-2 037 075 beschreibt eine Halbleitervorrichtung-Anordnung mit einem ersten und einem zweiten (unteren und oberen) Komponentenkörper innerhalb einer Hülle. Der untere Komponentenkörper ist auf einer ersten Metallscheibe auf einer Basis der Hülle vorgesehen, der obere Komponentenkörper ist auf einer zweiten Metallscheibe auf dem ersten Komponentenkörper vorgesehen und es sind einzelne Verbindungsklemmen mit der ersten und der zweiten Metallscheibe verlötet. Eine weitere Verbindungsklemme ist mit einer dritten Metallscheibe oben auf dem oberen Komponentenkörper verlötet. In den Ausführungsformen der 9 bis 11 von GB-A-2 037 075 umfasst jeder Komponentenkörper einen Thyristor mit einer oberen Hauptelektroden und einer Steuerelektrode, die an einer gegenüber der unteren Hauptelektrode gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers liegen. In der Ausführungsform nach 10 sind die zweite Scheibe und der obere Komponentenkörper exzentrisch zu dem unteren Komponentenkörper vorgesehen, damit eine Befestigungsfläche der Steuerelektrode des unteren Komponentenkörpers frei bleibt.
  • Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine preisgünstigere und bequemere (aber zuverlässige) Anordnung zu schaffen, die auf eine viel einfachere Art und Weise hergestellt werden kann und die eine zuverlässigere Wirkung durch bevorzugte Einschließung eines thermischen Überlastschutzes innerhalb der Anordnung bietet.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung-Anordnung mit einer Hülle und mit einem ersten und einem zweiten (unteren und oberen) Komponentenkörper und mit einer Montageunterlage in der Hülle. Der erste Komponentenkörper umfasst eine Halbleiterkomponente mit einer oberen Hauptelektrode und einer Steuerelektrode, die an einer gegenüber einer unteren Hauptelektrode liegenden Fläche des Komponentenkörpers vorgesehen sind, wobei die obere Hauptelektrode des ersten Komponentenkörpers aus einem elektrisch leitenden Schichtmuster gebildet ist, wobei der zweite Komponentenkörper eine Halbleiterkomponente aufweist, die wenigstens eine obere Hauptelektrode an einer gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers zu einer unteren Hauptelektrode aufweist, wobei die Steuerelektrode des ersten Komponentenkörpers eine Haftunterlage aufweist, mit der eine betreffende elektrische Verbindung verbunden ist, wobei der erste (untere) Komponentenkörper auf der Montageunterlage befestigt ist, wobei die untere Hauptelektrode mit der Montageunterlage verbunden ist, und wobei der zweite (obere) Komponentenkörper über einen Teil des ersten Komponentenkörpers angeordnet ist, wobei die Montageunterlage der Steuerelektrode des ersten Komponentenkörpers unbedeckt bleibt. Nach der vorliegenden Erfindung sind die Leiteranschlussdrähte eines Anschlussrahmens innerhalb der Hülle vorgesehen, wobei jede obere Hauptelektrode des ersten und zweiten Komponentenkörpers eine betreffende Haftunterlage hat, wobei eine betreffende elektrische Verbindung von einem betreffenden Leiteranschluss des Anschlussrahmens mit jeder Montageunterlage der oberen Hauptelektrode und der Steuerelektrode des ersten und zweiten Komponentenkörpers verbunden ist, wobei der zweite Komponentenkörper über einen Teil des ersten Komponentenkörpers angeordnet ist um die Montageunterlage der oberen Hauptelektrode des ersten Komponentenkörpers frei zu lassen und wobei die untere Hauptelektrode des zweiten Komponentenkörpers unmittelbar mit der oberen Hauptelektrode des ersten Komponentenkörpers verbunden ist.
  • Auf diese Weise kann eine gedrängte und preisgünstige Halbleitervorrichtung-Anordnung mit relativ einfachen Rahmenverbindungen zu den oberen Hauptelektroden und zu der Steuerelektrode der Komponentenkörper, und folglich auch zu der untern Hauptelektrode des oberen Komponentenkörpers erhalten werden, der mit der oberen Hauptelektrode des unteren Komponentenkörpers verbunden ist. Die Hülle und der Rahmen können auch einen standardisierten Außenumfang haben. Die untere und obere Halbleiterkomponente können in dieser Zusammensetzung beispielsweise eine Halbbrückenschaltung oder eine Einweggleichrichterschaltung bilden.
  • Auf vorteilhafte Weise kann der untere Komponentenkörper eine thermische Überlastungsschutzschaltung mit einem Temperatursensor aufweisen, der in der Nähe der genannten gegenüber liegenden Hauptfläche und auch in der Nähe der Stelle liegt, wo der obere Komponentenkörper vorgesehen ist. Durch einen engen thermischen Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Komponentenkörper kann die Schutzschaltung in dem unteren Körper dazu dienen, die untere sowie die obere Halbleiterkomponente vor thermischer Überlastung zu schützen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Halbleiterkomponenten Leistungsanordnungen sind, beispielsweise MOSTen oder IGBTen oder andere Leistungstransistoren. Eine derartige thermische Überlastungsschutzschaltung schafft einen Temperaturschutz für die eng anliegend vorgesehene Anordnung, ohne dass die dicken und teuren Metallscheiben von GB-A-2 037 075 erforderlich sind. Weiterhin kann diese Schutzschaltung auf einfache Art und Weise in einem Gebiet mit einer größeren Oberfläche gegenüber dem unteren Komponentenkörper untergebracht werden, wodurch ein größeres Montagegebiet für den oberen Körper bzw. die oberen Körper geschaffen wird, wodurch auf diese Weise der Zusammenbauprozess bei der Herstellung vereinfacht wird.
  • Die thermische Überlastungsschutzschaltung kann einen oder mehrere Temperatursensoren haben, die zwischen dem oberen und dem unteren Komponentenkörper vorgesehen sind, indem sie auf demjenigen Teil des unteren Komponentenkörpers liegen, auf dem der obere Komponentenkörper angeordnet ist. Der Temperatursensor oder die Sensoren können aber in der Nähe des oberen Komponentenkörpers liegen, ohne dass sie darunter wie ein Sandwich vorgesehen sind. Weiterhin kann, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, eine thermische Schutzschaltung, die in den unteren Komponentenkörper einverleibt ist, Heißstellen- und Kaltstellen-Temperatursensoren aufweisen, wobei die Kaltstellen-Temperatursensoren in einem Abstand von Wärme erzeugenden Gebieten der Komponentenkörper liegen.
  • Der untere Komponentenkörper kann zwei Halbleiterkomponenten aufweisen, die eine gemeinsame untere Hauptelektrode an einer einzigen Hauptfläche des unteren Komponentenkörpers haben und die je eine eigene obere Hauptelektrode an der gegenüber liegenden Hauptfläche haben; der zweite (obere) Komponentenkörper kann dort vorgesehen sein, wo eine der zwei Halbleiterkomponenten des unteren Komponentenkörpers liegt. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft für Leistungstransistoren und ähnliche Komponenten, die ein gemeinsames Gebiet und eine gemeinsame Hauptelektrode in der Nähe der unteren Hauptfläche haben. Eine gedrängte Anordnung ist möglich, wobei die zwei Komponenten des unteren Komponentenkörpers Steuerelektroden mit einer gemeinsamen Monta gefläche für die zwei Komponenten haben. Wenn der untere Komponentenkörper eine thermische Überlastungsschutzschaltung und/oder eine Eingangssteuerschaltung zwischen der Steuerelektrode dieser Komponenten und der Steuerelektrodenmontagefläche hat, können die thermische Überlastungsschutzschaltung und/oder eine Eingangssteuerschaltung (wenigstens teilweise) den zwei Komponenten gemeinsam sein.
  • Eine derartige Anordnung mit zwei Komponenten in dem unteren Körper und mit einem zweiten Komponentenkörper, der darauf vorgesehen ist, kann eine gedrängte Anordnung bilden für beispielsweise eine Solenoid-Treiberschaltung, wie nachstehend noch näher beschrieben wird. Aber einer derartige Anordnung kann auch verwendet werden um eine gedrängte Zusammensetzung für eine Voll-Brücke-Treiberschaltung oder eine Doppelweg-Gleichrichterschaltung zu schaffen.
  • Auf diese Weise kann beispielsweise eine Voll-Brücke-Treiberschaltung und/oder eine Doppelweg-Gleichrichterschaltung dadurch gebildet werden, dass ein dritter Komponentenkörper auf einem anderen Teil des ersten unteren Komponentenkörpers vorgesehen wird, und zwar dort, wo die andere Komponente der zwei Halbleiterkomponenten vorhanden ist. Dieser obere dritte Komponentenkörper kann eine Halbleiterkomponente mit einer oberen Hauptelektrode und einer Steuerelektroden aufweisen, die an der gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers an einer unteren Hauptelektrode gegenüber einer unteren Hauptelektrode liegen. Die betreffenden elektrischen Verbindungen sind mit der oberen Hauptelektrode und der Steuerelektrode des dritten Komponentenkörpers von betreffenden Leiterverbindungen des Leiterrahmens verbunden. Die Bodenelektrode des dritten Komponentenkörpers kann mit der oberen Hauptelektrode der genannten anderen Komponente der zwei Halbleiterkomponenten des unteren Komponentenkörpers verbunden sein, wobei die Montageflächen der oberen Hauptelektrode und der Steuerelektrode der genannten anderen Komponente der zwei Halbleiterkomponenten unbedeckt gelassen werden.
  • Eine Vielzahl von Techniken kann angewandt werden um die Hauptelektroden der Komponentenkörper miteinander zu verbinden. In einer bestimmten bequemen Form kann ein zwischen liegender Film aus elektrisch und thermisch leitendem Klebstoff verwendet werden um die obere Hauptelektrode des unteren Komponentenkörpers mit der unteren Hauptelektrode des darauf montierten Komponentenkörpers zu verbinden. Ein leitender Klebstoff schafft ein besonders einfaches, preisgünstiges und zuverlässiges Verbin dungsverfahren. In einer anderen Form kann ein zwischen liegender Film aus Zinnlot statt eines Klebers verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, auf jeglichen zwischen liegenden zusätzlichen Film zu verzichten. Auf diese Weise können die obere(n) Hauptelektrode(n) des unteren Komponentenkörpers und die untere Hauptelektrode des Komponentenkörpers bzw. der Komponentenkörper, der bzw. die darauf angeordnet ist bzw. sind, je eine betreffende Schicht aus schmelzbarem und/oder legierbarem Metall enthalten, wobei die betreffenden Schichten miteinander verschmolzen und/oder legiert werden um die obere Hauptelektrode des ersten Komponentenkörpers mit der unteren Hauptelektrode des darauf montierten Komponentenkörpers zu verbinden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung-Anordnung nach der vorliegenden Erfindung und mit einem ersten und einem zweiten Komponentenkörper,
  • 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
  • 3 eine Draufsicht der Zusammensetzung nach 1 in einer Fertigungsphase, wobei der erste Komponentenkörper auf einem Leitungsrahmen angeordnet ist,
  • 4 einen Schnitt durch einen Teil eines ersten Komponentenkörpers mit einer thermischen Überlastungsschutzschaltung,
  • 5 einen Schnitt durch einen Teil des Komponentenkörpers nach 4 mit einem darauf angeordneten zweiten Komponentenkörper,
  • 6 einen Schnitt durch einen Teil eines ersten Komponentenkörpers mit zwei Halbleiterkomponenten M1 und M3,
  • 7 eine Draufsicht einer anderen Halbleitervorrichtung-Anordnung nach der vorliegenden Erfindung mit drei Komponentenkörpern,
  • 8 ein Schaltbild einer Voll-Brücke-Treiberschaltung, die mit einer oder mehreren Anordnungen nach der vorliegenden Erfindung verwirklichbar ist,
  • 9 ein Schaltbild einer Abwandlung der 8, ebenfalls nach der vorliegenden Erfindung,
  • 10 ein Schaltbild einer Solenoid-Treiberschaltung, die mit einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden kann,
  • 11 ein Schaltbild einer Spannungspegel-Wandlerschaltung, die mit einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung verwirklichbar ist,
  • 12 einen Schnitt entsprechend 5 durch einer derartige Anordnung, die zur Verwendung in der Schaltungsanordnung nach 11 verwendbar ist.
  • Es sei bemerkt, dass alle Figuren schematisch sind und nicht maßstabsgerecht gezeichnet. Relative Abmessungen und Verhältnisse von Teilen in den 1 bis 7 und 12 sind der Deutlichkeit und der Bequemlichkeit der Zeichnung halber vergrößert oder in ihrer Größe reduziert angegeben. Um entsprechende oder ähnliche Merkmale in den jeweiligen Ausführungsformen anzugeben, werden im Allgemeinen dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Halbleitervorrichtung-Anordnung nach den 1 und 2 umfasst einen ersten und einen zweiten (unteren bzw. oberen) Komponentenkörper 101 bzw. 102, in einer Hülle, die durch eine gestrichelte Umfangslinie 100 in 2 angegeben ist. Eine Montagefläche 130 und einzelne Leitungsdrähte 140 eines leitenden plattenförmigen metallischen Leitungsrahmens sind in der Hülle 100 ebenfalls vorhanden. In dem in 1 dargestellten speziellen Beispiel ist die Montagefläche 130 mit dem Leitungsrahmen als integraler Teil gebildet. Die Hülle 100 kann aus einem bekannten Hartkunststoff bestehen, die um den Leitungsrahmen vorgesehen ist, nachdem die Komponentenkörper 102, 102 auf der Fläche 130 angeordnet worden sind. Die Hülle 100 kann mit den Leitungen 140 eine standardisierte Paketzeichnung bilden. Auf diese Weise kann beispielsweise der in 1 dargestellte Umriss ein standardisiertes TO220 Paket sein, in dem die Fläche 130 als eine mit Öffnungen versehene Montageplatte von dem Ende der Hülle gegenüber den Leitungen 140 herausragt. Diese mit Öffnungen versehene Montageplatte ermöglicht eine effiziente Wärmeabfuhr der Komponentenkörper 101 und 102. Aber in die Anordnung nach den 1 und 2 ist eine zusätzliche Temperaturmaßnahme einverleibt, und zwar in For, einer thermischen Überlastungsschutzschaltung D1, Q1 usw., wie nachstehend noch näher beschrieben wird.
  • Jeder der Komponentenkörper 101, 102 umfasst eine betreffende Halbleiterkomponente M1 und M2 mit einer oberen Hauptelektrode 24 und einer Steuerelektrode 21, die beide an einer gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers gegenüber einer unteren Hauptelektrode 29. In den betreffenden in den 4 bis 6 dargestellten Beispielen sind die Halbleiterkomponenten Leistungs-MOSFTen oder Leistungs-IGBTen. Die Halbleitermasse der Körper 101 und 102 ist Silizium. 4 zeigt ein spezielles Beispiel eines Leistungstransistors, der dem aus 1 der veröffentlichten PCT internationalen Anmeldung WO-A-97/02592 (Unser Aktenzeichen: PHB 33.990) entspricht. Der Komponentenkörper 101 aus 4 umfasst eine thermische Überlastungsschutzschaltung D1, Q1 usw. nebst dem Leistungstransistor M1.
  • In den speziellen Beispielen nach den 4, 5 und 6 sind die Leistungstransistoren M1, M2 usw. von einer bekannten zellularen Form, wobei jede Zelle ein Gebiet 23 vom einen Leitungstyp aufweist, die ein Kanalgebiet 33 des Transistors unterhalb einer isolierten Gate-Elektrode 21 hat. Die Zellenstruktur entspricht derjenigen, die in WO-A-97/02592 beschrieben ist. Auf diese Weise ist der in 4 dargestellte Transistor M1 beispielsweise von dem n-leitenden Anreicherungstyp mit einem p-leitenden Gebiet 23. Jede Zelle hat einzelne n-leitende Source-Gebiete 36 in dem p-leitenden Gebiet 23. Die zellularen Gebiete 23 sind in einem n-leitenden Drain-Triftgebiet 20 hoher Widerstandsfähigkeit (n-) vorhanden. Im Falle eines MOSFETs oder eines IGBTs ist die Steuerelektrode des Transistors M1 die isolierte Gate-Elektrode 21. Die Gate-Elektrode 21 kann durch ein dotiertes polykristallines Siliziumschichtmuster auf einer dielektrischen Gate-Schicht 22 auf der Hauptoberfläche 11 des Komponentenkörpers gebildet sein. Die Gate-Elektrode 21 ist mit einer weiteren Isolierschicht 25 bedeckt, die aus einem fließfähigen Glas oder Polymermaterial bestehen kann, um eine glatte, flache obere Fläche über den ganzen Komponentenkörper zu bieten. Obschon die 4, 5 und 6 eine ebene zellulare Geometrie für das Kanalgebiet 33 und die Gate-Elektrode 21 zeigen, können mehrere bekannte Formen einer sog. "Graben-Gate" Geometrie für MOSFETen und IGBTen in einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei die isolierte Gate-Elektrode 21 in einem Graben in der Hauptfläche 11 des Komponentenkörpers zwischen benachbarten Zellen vorhanden ist. In diesem Fall erstreckt sich die dielektrische Gate-Schicht 22 über die Seitenwände und den Boden des Grabens, und das Kanalgebiet 33 erstreckt sich vertikal längs der Seitenwände des Grabens.
  • Die obere Hauptelektrode 24 ist eine Source-Elektrode in dem Fall eines MOSFETs und eine Kathoden-Elektrode im falle eines IGBTs. Sie wird aus einem elektrisch leitenden Schichtmuster (beispielsweise aus Aluminium) gebildet, das die Source-Gebiete 36 und die Körpergebiete 23 bei den Fenstern 26 in den isolierenden Schichten 22, 25 kontaktiert. Diese obere Hauptelektrode 24 erstreckt sich über die isolierte Schicht 25 über die isolierte Gate-Elektrode 21 zwischen den Fenstern 26. Ein integrales Gebiet des leitenden Schichtmusters versieht die Elektrode 24 mit einer integralen Verbindungsfläche 124, mit der elektrische Verbindungen, wie die Drähte 150 verbunden werden. Eine Verbindungsfläche 121 für die Gate-Elektrode 21 ist ebenfalls auf der dielektrischen Schicht 25 durch ein isoliertes Gebiet des elektrisch leitenden Schichtmusters gebildet, das die Hauptelektrode 24 und deren Verbindungsfläche 124 schafft. Diese Gebiete 24, 124 und 121 des leitenden Schichtmusters ( wobei es sich um frei liegende, flache, leitende Gebiete auf der oberen Hauptfläche des betreffenden Komponentenkörpers handelt) sind durch das Suffix "a" für den unteren Komponentenkörper 101 in 3 bezeichnet und durch das Suffix "b" für den oberen Komponentenkörper 102 in 1 bezeichnet.
  • Die Gate-Verbindungsfläche 121 kann unmittelbar die Gate-Elektrode 21 durch (nicht dargestellte) Fenster in der isolierenden Schicht 25 hindurch kontaktieren. Auf alternative Weise kann die Gate-Verbindungsfläche 121 durch eine Gate-Steuerschaltung 200 eines bekannten Typs mit beispielsweise Halbleiterwiderständen, Dioden und/oder Transistorschaltern mit der Gate-Elektrode 21 gekoppelt werden um auf bekannte Art und Weise die von der Verbindungsfläche 121 der gate-Elektrode 21 zugeführte Spannung zu regeln, und zwar entsprechend dem Betriebszustand des MOSFETs/IGBTs. Wie in 4 dargestellt, kann über die Gate-Steuerschaltung 200 in dem Komponentenkörper eine isolierende Schutzschicht 201, beispielsweise aus Siliziumnitrid, vorhanden sein. Die Elektrodenverbindungsflächen 124 und 121 liegen in den Fenstern in diese isolierenden Schicht 201 frei. Eine oder mehrere Steuerschaltungen 200 können mit einem oder mehreren Temperatursensoren (beispielsweise D1) integriert sein um einen thermischen Schutz für die MOSFETen/IGBTen in der Anordnung zu liefern. Emitter-Elektrode gibt viele Abwandlungen bekannter Typen von Temperatursensoren und thermischen Schutzschaltungen, die in dem unteren Körper 101 in der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung integriert werden können. Als Beispiel zeigt 4 eine Temperaturabtastung unter Verwendung einer Dünnfilmdiode D1 in einem Schaltungstyp, wie in WO-A-97/02592 beschrieben. Andere bekannte Typen von Sensoren und Schaltungsanordnungen sind ebenfalls in WO-A-97/02592 beschrieben, und weitere Typen werden auch nachstehend noch erwähnt.
  • Die Halbleiterkomponente ist von einer vertikalen Konfiguration und auf diese Weise hat sie ihre andere Hauptelektrode 29 auf der unteren Hauptfläche des Komponentenkörpers. Dies untere Hauptelektrode 29 ist eine Drain-Elektrode für einen MOSFET oder eine Anodenelektrode für einen IGBT. Die Elektrode 29 kontaktiert ein Halbleitersub strat 28 des Komponentenkörpers. Dieses Substrat 28 ist von demselben Leitungstyp wie das Drain-Triftgebiet 20 in dem Fall eines MOSFETs, oder es ist von einem zu dem Drain-Triftgebiet 20 entgegengesetzten Leitungstyp im Falle eines IGBTs.
  • In einem bestimmten Beispiel sind typische Abmessungen und Zusammensetzungen für die jeweiligen Gebiete und Schichten wie folgt:
    1 μm bis 10 μm Dicke für die leitende Schicht 24, 124 und 121 aus Aluminium;
    0,3 μm bis 3 μm Dicke des Siliziumnitrids für die isolierende Schicht 201;
    0,5 μm bis 2 μm Dicke des Siliziumdioxids für die isolierende Schicht 25;
    0,2 μm bis 5 μm Dicke des polykristallinen Siliziums für das Gate-Schichtmuster 21;
    0,3 μm bis 2 μm Dicke des Siliziumdioxids für die isolierende Gate-schicht 22; und
    0,5 μm bis 3 μm Dicke einer TiNiAg-Legierung für die untere Elektrodenschicht 29.
  • Andere Abmessungen, Materialien und Dotierungskonzentrationen der Komponentenkörper 101 und 102 und deren Zusammensetzungsteile können auf bekannte Art und Weise entsprechend den gewünschten Betriebskennzeichen für die Halbleiterkomponenten M1, M2 usw. gewählt werden. Der Leitungsrahmen (mit den Leitern 140, dem Profilsteg 145 und der integralen Montagefläche 130) kann auf bekannte Art und Weise aus eine Kupferplatte mit einer Dicke von typischerweise 1 mm bis 2 mm (beispielsweise 1,3 mm) gestanzt und mit einer Deckschicht aus beispielsweise Nickel mit einer Dicke von beispielsweise 2 μm, bedeckt werden.
  • Die Anordnung nach den 1 und 2 ist hergestellt durch Anordnung des unteren Komponentenkörpers 101 auf der Leitungsrahmenfläche 130 (wie in 3 dargestellt) und durch Befestigung der unteren Hauptelektrode 29a an der Befestigungsfläche 130, beispielsweise durch Verlötung unter Verwendung eines Zinnlots. Auf diese Weise wird zwischen der unteren Elektrode 29a des Leistungstransistors M1 und einer der Leiterverbindungen 140 des Leitungsrahmens, der mit der Fläche 130 integriert ist, eine direkte elektrische Verbindung gebildet. Die resultierende Struktur ist in 3 dargestellt.
  • Der zweite Komponentenkörper 102 ist nun auf einem Teil des ersten Komponentenkörpers 101 angeordnet, wobei die Verbindungsflächen 124a, 121a der oberen Hauptelektrode 24a und der Steuerelektrode 21 des Transistors M1 frei bleiben. Die untere Elektrode 29b des Transistors M2 des Körpers 102 ist mit der oberen Hauptelektrode 24a des Transistors M1 des Körpers 101 verbunden. Diese direkte mechanische und elektrische Verbindung der Elektroden 24a und 29b kann auf vorteilhafte Weise durch beispielsweise einen zwischen liegenden Film aus elektrisch und thermisch leitendem Epoxy-Klebematerial 110 erreicht werden, das auf der Elektrode 24a vor der Montage des Körpers 102 gedruckt wird. Dazu kann ein Klebkraft liefernder Farbstoffbinder verwendet werden. Der Film 110 kann typischerweise etwa 5 μm bis 30 μm dick sein. Die resultierende Struktur der verbundenen Körper 101 und 102 ist in 5 dargestellt. Die obere Hauptelektrode 24 des unteren Körpers 101 erstreckt sich von unter dem oberen Körper 102 zum Bilden der Verbindungsfläche 124a, die eine gemeinsame Verbindung schafft, ebenfalls zu der unteren Hauptelektrode 29b des oberen Körpers 102, wie in 1 dargestellt.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind elektrische Verbindungen 150 in Form von beispielsweise Aluminiumdrähten von den betreffenden Verbindungsleitungen 140 des Rahmens mit den Elektrodenverbindungsflächen 121a, 124a, 121b, 124b verbunden. Die Drahtverbindungen 150 für den unteren Körper 101 können vor der Montage des oberen Körpers 102 vorgesehen sein, oder sie können in derselben Fertigungsphase wie die Drahtverbindungen 150 für den oberen Körper 102 vorgesehen werden. Die Kunststoffhülle 100 wird danach auf bekannte Art und Weise um diese verbundene Anordnung gegossen, wobei ein Teil der Montagefläche 130 und der Verbindungsleitungen 140 außerhalb der Hülle 100 frei gelassen wird um die äußeren Klemmen der Anordnung zu bilden. Der Hauptsteg 145 des Leitungsrahmens wird danach getrennt um die vollständige in 1 dargestellte Anordnung frei zu lassen. Die Anordnung von Transistoren M1 und M2 aus 1 kann verwendet werden um beispielsweise eine Halb-Brücke-Treiberschaltung für die Motor-Treiberschaltung nach 8 zu schaffen.
  • Die Schaltungsanordnung nach 8 kann beispielsweise für eine Fahrzeuganwendung verwendet werden um einen Umkehrmotor MTR, beispielsweise zur mechanischen Einstellung eines Spiegels oder eines Autostuhls. Diese Voll-Brücke-Treiberschaltung umfasst vier steuerbare Schalter M1, M2, M3, M4, beispielsweise MOS-FETen, die zwischen dem Motor MTR und den +ve und –ve Speiseleitungen vorgesehen sind. Von den "high-side" MOSFET-Schaltern M1 und M3 sind die Drain-Anschlüsse mit der +ve Speiseleitung verbunden, während von den "low-side" MOSFET-Schaltern M2 und M4 die Source-Anschlüsse mit der –ve Speiseleitung gekoppelt sind. Jeder MOSFET-Schalter M1 bis M4 hat einen betreffenden Steueranschluss G1 bis G4. Diese Bezeichnungen G1, G2, MTR, +ve und –ve sind in 1 hinzugefügt worden um zu zeigen, wie die Anordnung nach 1 verwendet werden kann um eine Halbbrücke- oder eine Vollbrücke-Treiberschaltung nach 8 zu schaffen. Auf diese Weise ist in dieser Schaltungsanordnung nach 8 der Motor MTR mit den Verbindungsflächen 124a der oberen Hauptelektrode 24a des unteren Komponentenkörpers 101 verbunden, und zwar über die betreffende Leitung 140 der Hülle 100.
  • Auf gleiche Weise können die MOSFETen M3 und M4 in dem unteren bzw. oberen Körper 101 bzw. 102 gebildet werden um eine ähnliche Konstruktion für die andere Halb- oder Vollbrücke-Treiberschaltung zu schaffen. Auf diese Weise kann die Vollbrücke-Treiberschaltung nach 8 unter Verwendung zweier Anordnungen nach 1 verwirklicht werden, jede in der eigenen Hülle 100. Aber, wie nachstehend noch beschrieben wird, kann eine derartige Anordnungskonfiguration erweitert werden um eine Vollbrücke-Treiberschaltung mit allen Schaltern M1 bis M4 in einer einzigen Hülle 100 erweitert werden.
  • Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, dass der untere Komponentenkörper 101 ein größeres Gebiet hat als der obere Komponentenkörper 102. Dieses größere Gebiet liefert bei der Herstellung eine mechanisch stabile Unterstützung für den oberen Körper 102, ohne dass die Verbindungsflächen 124a, 121a des unteren Körpers 101 bedeckt werden, mit denen Verbindungen 150 gemacht werden sollen. Das größere Gebiet des unteren Körpers 101 kann auf einfache Weise einer Gate-Steuerschaltung 200 und einer thermischen Überbelastungsschutzschaltung D1, Q1 usw., wie bereits beschrieben, Platz bieten. Es ist ebenfalls möglich mehr als nur eine Speiseanordnung M1 in dem größeren unteren Körper 101 Platz zu bieten.
  • Auf diese Weise zeit beispielsweise 6 zwei Leistungs-MOSFETen oder IGBTen M1 und M3, die nebeneinander in dem Körper 101 gebildet sind und die sich ein gemeinsames Triftgebiet 20, ein gemeinsames Drain/Anoden-Substratgebiet 28 und eine gemeinsame untere Hauptelektrode 29a teilen. Diese Transistoren M1 und M3 haben ihr eigenes Gebiet 23 und 36, ihre eigene Gate-Elektroden 21 und ihre eigenen oberen Hauptelektroden 24a und 24c. Sie können eine gemeinsame Gate-Steuerfläche 121a oder ihre eigenen Gate-Steuerflächen 121a und 121c haben. Auf dieselbe Art und Weise wie für die
  • 1 und 2 ist auf dem Teil des Körpers 101, wo M1 liegt, ein zweiter Körper 102 mit einem Leistungstransistor M2 angeordnet.
  • Auf gleiche Weise kann ein dritter Körper 103 mit einem gleichen Leistungstransistor M4 auf dem Teil des unteren Körpers 101 angeordnet werden, wo M2 sich befindet. Die untere Hauptelektrode 29d von M4 ist an der oberen Hauptelektrode 24c von M3 befestigt, und zwar auf dieselbe Art und Weise, wie die Elektrode 29b von M2 mit der Elektrode 24a von M1 verbunden ist. Die Elektrodenverbindungsflächen 121c und 124c von M3 erstrecken sich von unter dem Körper 103 auf dieselbe Art und Weise wie 121a und 124a sich von unter dem Körper 102 erstrecken. Die frei liegenden Elektrodenflächen 121a, 124a von M1, 121b, 124b von M2, 121c, 124c von M3 und 121d, 124d von M4 sind durch einzelne Verbindungsdrähte 150 mit den betreffenden Leitungen 140 des Rahmens verbunden. Ein Beispiel dieser Anordnung von M1, M2, M3 und M4 in drei Komponentenkörpern 101, 102, 103, alle in einer einzigen Kunststoffhülle 100, ist in 6 und 7 dargestellt. Auf diese Weise kann die Doppelbrücke-Treiberschaltung nach 8 mit dieser Anordnung verwirklicht werden, die alle vier Schalter M1 bis M4 in einer einzigen Hülle 100 aufweist. In dieser Form der Schaltungsanordnung nach 8 ist der Motor MTR mit der Verbindungsfläche 124a (und 124c) der oberen Hauptelektroden 24a und 24c der zwei Komponenten M1 und M3 des unteren Komponentenkörpers 101 über eine betreffende Leitung 140 der Hülle 100 verbunden. Weiterhin ist ein modifiziertes Layout des Körpers 101 nach 7 in dieser Form der Schaltungsanordnung nach 8 möglich, wobei sich die Schalter M1 und M3 in dem unteren Körper 101 eine gemeinsame Verbindungsfläche 124a/c für ihre oberen Hauptelektroden 24a und 24c teilen.
  • 9 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach 8, wobei M1 und M3 sich eine gemeinsame Gate-Steuerschaltung 200 von einer gemeinsamen Steuerklemme G1/3 teilen, d.h. von einer gemeinsamen Verbindungsleitung 140 der Anordnung. Diese Vollbrücke-Treiberschaltung nach 9 kann auch mit der Anordnung von drei Körpern 101, 102 und 103 verwirklicht werden, die alle vier Schalter M1 bis M4 in einer einzigen Hülle 100 enthalten. Wie bereits bekannt, haben Gate-Steuerschaltungen 200 meistens eine externe Erdungsklemme GND entsprechend einer separaten Verbindungsleitung 140, die in 7 nicht dargestellt ist (und auch nicht in 1, und zwar der Einfachheit der Zeichnung wegen) die aber in 9 dargestellt ist. Weiterhin kann die Gate-Steuerschaltung 200 auf gleiche Weise eine oder mehrere externe Zustandsklemmen STS aufweisen, die je einer einzelnen Anschlussleitung 140 entsprechen, durch die der Arbeitszustand der Anordnungen M1 und M3 angegeben werden kann, beispielsweise wenn M1 und M3 dadurch abgeschaltet worden sind, dass die thermische Schutzschaltung eine thermische Überbelastung detektiert hat.
  • Für die Implementierung der Schaltungsanordnung ist die Anordnung von drei Leistungsanordnungen M1, M2, M3 oder M1, M3, M4 in einer einzigen Hülle 100 auch nützlich. Auf diese Weise kann in der Ausführungsform nach 6 entweder auf den oberen Körper 102 oder auf den unteren Körper 103 verzichtet werden um eine Anordnung zweier Komponentenkörper innerhalb einer einzigen Hülle zu schaffen. Der unter Körper 101 umfasst zwei Komponenten M1 und M3. Eine derartige Anordnung kann eine Treiberschaltung zum Betreiben der Spule SL eines Solenoids schaffen, wie in 10 dargestellt. Derartige Solenoid-Treiberschaltungen sind erwünscht in beispielsweise Fahrzeug-Transmissionsreglern und in Antiblockierungsbremssystemen für Fahrzeuge. Die Solenoidspule SL ist über die betreffenden Verbindungsleitung 140 der Hülle mit der Verbindungsfläche 124c der oberen Hauptelektrode 24c des unteren Komponentenkörpers 101 verbunden.
  • 11 zeigt eine andere Schaltungskonfiguration, wobei die Anordnung nach den 1 und 2 zur Spannungspegelumwandlung verwendet werden kann. Eine Eingangsspannung (beispielsweise +5 Volt), zugeführt zu einer Eingangsklemme Vi wird durch diese Schaltungsanordnung in einen Ausgangsspannungspegel (beispielsweise +2,8 V) an einer Ausgangsklemme Vo umgewandelt. Die Eingangsklemme Vi ist über die betreffende Leitung 140 der Hülle 100 mit der Verbindungsfläche 124b oberen Hauptelektrode 24b des oberen Komponentenkörpers 102 verbunden. Die Spannungspegelklemme Vo ist durch ein Induktor-Kondensatornetzwerk L, C von der Verbindungsfläche 124a der oberen Hauptelektrode 24a des unteren Komponentenkörpers 101 über die betreffende Leitung 140 gekoppelt. Ein synchroner Wandler kann gebildet werden, wenn die Körper 101 und 102 MOSTRen M1 und M2 in der Reihenschaltung nach 11 enthalten. Aber die wirkliche Schaltungsanordnung in 11 ist ein nicht synchroner Wandler, wobei der obere Körper 102 eine Schottky-Diode MD statt eines MOSTs M2 enthält. Diese Schottky-Diode MD ist in der Reihenschaltung mit M1 in einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung verbunden, beispielsweise wie in 12 dargestellt.
  • Auf diese Weise ist 12 eine Abwandlung der 5, wobei der obere Körper 102 die Schottky-Diode MD statt des MOSTs M2 enthält. Die Diode MD umfasst eine Anodenelektrode 24b, die eine Schottky-Sperre mit einer n-leitenden Epitaxialschicht 20 in einem Fenster in einer isolierenden Schicht 25 an der oberen Hauptfläche des Körpers 102 bildet. Eine bekannte Form eines p-leitenden Schutzrings 23' kann um den Rand des Fensters liegen. Die n-leitende Schicht 20 ist an einem n-leitenden Substrat 28 vorhanden, das an der gegenüber liegenden Hauptfläche durch eine Kathodenelektrode 29b kontaktiert ist. Wie in 5 bildet der leitende Klebefilm 110 (oder der Zinnlotfilm 110) die gewünschte direkte elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 24a und 29b, die auf diese Weise eine gemeinsame Verbindungsfläche 124a für diese Drahtverbindung 150 mit dem Leitungsrahmen sich teilen.
  • Die Anordnungen aus den 1 bis 12 können auf eine kostengünstige Art und Weise unter Verwendung üblicher Produktionsmittel hergestellt werden, ohne dass Zuverlässigkeitsprobleme in den Herstellungsprozess eingeführt werden. Der untere Körper 102 kann auf der Leitungsrahmenfläche 130 angeordnet werden, und zwar unter Anwendung bekannter Verbindungsprozesse, und der obere Körper 102 (oder die Körper 102, 103) kann (können) nach Durchführung des Leitungsrahmens 130, 140, 145 durch ein anderes Verbindungsmittel hinzugefügt werden, das Klebemittel 110 oben auf den oberen Hauptelektrode(n) 24 des unteren Körpers 101 anbringt.
  • Die Anordnung einer einzigen Leistungsanordnung M2 oder M4 oder MD unmittelbar oben auf einer anderen M1 oder M3 kann etwaige Überhitzungsprobleme im Betriebzustand der Schaltungsanordnung verschlimmern. Aber die Anordnung einer thermischen Überbelastungsschutzschaltung in der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung schützt die Leistungsanordnungen vor Überhitzung. Die Anordnung einer thermischen Überbelastungsschutzschaltung D1, Q1 usw. in dem unteren Körper 101 kann auf bekannte Art und Weise erreicht werden. Der Temperatursensor und/oder die Sensoren (beispielsweise eine Dunnfilmdiode D1) kann unterhalb des oberen Körpers 102 (oder der Körper 102, 103) vorgesehen werden, oder außerhalb des durch den oberen Körper 102 oder die Körper 102 und 103 bedeckten Gebietes. Auf diese Weise zeigen beispielsweise die 5 und 12, dass der Sensor D1 wie bei einem Sandwich zwischen den Körpern 101 und 102 vorgesehen ist. In einer Ausführungsform mit drei Körpern nach den 6 und 10 können ein oder mehrere Temperatursensoren D1 in einem Gebiet von 101 zwischen den zwei oberen Körpern 102 und 103 vorgesehen werden, oder, wie bei einem Sandwich, zwischen den Körpern 101 und 102 und/oder 103. Es gibt eine große Varietät an verschiedenen bekannten Typen eines Temperatursensors, die verwendet werden können. Auf diese Weise können die Temperatursensoren selber Widerstände oder Dioden oder aber Transistoren sein, können sie positive oder negative Temperaturkoeffizienten haben und können sie als Dünnfilmelemente auf einer isolierenden Schicht 2 auf dem Komponentenkörper 101 gebildet sein, oder aber als Halbleitergebiete in der Siliziummasse des Komponentenkörpers 101. Auf jeden Fall ist der Temperatursensor (sind die Temperatursensoren) vorzugsweise mit einer schützenden elektrisch isolierenden Deckschicht 201 bedeckt.
  • Die thermische Überbelastungsschaltung kann eine Hysterese-Schaltungsfunktion umfassen, die vermeidet, dass die Temperaturfühlschaltung "zittert", d.h. dass vermieden wird, dass die Speiseanordnung M1 und/oder M3 ständig ein- und abgeschaltet werden, wenn von dem Temperatursensor nur geringfügige Temperaturunterschiede gemessen werden. Eine derartige Hysterese-Schaltungsfunktion ist besonders günstig, wenn der Temperatursensor eine hohe Empfindlichkeit hat, beispielsweise, wenn er in Form einer Dünnfilm-Diode mit einem p-n-Übergang ist. Wegen des größeren Gebietes kann der untere Körper 101 einen geeigneten Raum haben für das Layout der thermischen Überbelastungsschutzschaltung mit einer derartigen Hysterese-Schaltungsfunktion. Die Verwendung von Hysterese-Schaltungen in Temperaturfühlanordnungen oder Leistungs-Halbleiteranordnungen ist bereits bekannt, beispielsweise in WO-A-97/02592 und, beispielsweise in USA Patent US-A-5.444.219 (unser Aktenzeichen PHB 33.735) und US-A-5.563.760 (unser Aktenzeichen PHB 33.667).
  • US-A-5.444.219 und US-A-5.563.760 beschreiben ebenfalls die Anordnung von Temperatursensoren an heißen und kalten Stellen einer Stromversorgungsanordnung. Die heißen Stellen liegen näher bei dem Hitze erzeugenden Gebiet der Stromversorgungsanordnung als die kalten Stellen. Eine Vergleichsschaltung, die auf diese an verschiedenen Stellen liegenden Sensoren reagiert, schafft ein Steuersignal, das die Stromversorgungsschaltung ein- und ausschalten kann, wenn die Differenz in der an diesen zwei Stellen gemessenen Temperatur einen vorbestimmten Wert erreicht. Eine derartige Anordnung kann in einer Stromversorgungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, wobei der Hochtemperatursensor oder -sensoren unterhalb eines oberen Körpers bzw. obe rer Körper 102 und 102 lieg bzw. liegen und die Niedertemperatursensoren in Gebieten liegen, die sich in einem Abstand von diesen oberen Körpern 102 und 103 befinden.
  • Auf diese Weise wird eine Halbleiteranordnung geschaffen, die innerhalb einer Kunststoffhülle 100 einen oder mehrere obere Komponentenkörper 102, 103 aufweist, die auf wenigstens einem unteren Komponentenkörper 101 angeordnet sind um eine preisgünstige, dennoch zuverlässige Halb- oder Vollbrücke-Treiberschaltung oder Gleichrichterschaltung oder aber eine Solenoid-Treiberschaltung oder dergleichen zu schaffen. Jeder Komponentenkörper 101, 102, 103 umfasst wenigstens einen (möglicherweise mehr als nur einen) MOSFET, IGBT, eine Schottky-Diode oder eine andere Halbleiteranordnung. Eine untere Hauptelektrode 29a des unteren Körpers 101 ist mit einer Montagefläche 130 in der Hülle 100 verbunden. Elektrische Verbindungen 150 sind von den Leitungen 140 des Hüllenleitungsrahmens 130, 140 mit betreffenden Verbindungsflächen 124a/b/c und 121a/b/c der oberen Elektroden 24a/b/c, 21a/b/c jedes der Körper 101, 102, 103 verbunden. Die Rahmenverbindung 150 mit der unteren Elektrode 29b/d des oberen Körpers 102, 103 ist über die obere Hauptelektrode 24a/c des unteren Körpers 101 verbunden, mit dem sie ohne Bedeckung der Elektrodenverbindungsflächen 124a/c, 121a/c des unteren Körpers 101 verbunden ist. Ein großes Montagegebiet für die oberen Körper 102, 103 und ein guter thermischer Schutz für die ganze Anordnung wird dadurch erreicht, dass in dem unteren Körper 101 eine thermische Überbelastungsschutzschaltung D1, Q1.... Vorgesehen wird, die an einer Stelle in der Nähe des Gebietes der oberen Fläche des unteren Körpers 101 einen Temperatursensor D1 hat, wo der obere Körper 102 oder die Körper 102, 103 angeordnet ist bzw. sind. Die obere(n) Elektrode(n) 24a/b/c, 21a/b/c sind mit Anordnungsgebieten deren betreffenden Komponenten M1, M2, M3, M4, Md über Fenster in einer isolierenden Schichtstruktur 21, 25 in der oberen Hauptfläche 11 des Komponentenkörpers 101, 102, 103 in Kontakt. Die Verbindungsflächen 124a/b/c, 121a/b/c der oberen Elektroden sind auf dieser Schichtstruktur 21, 25 vorhanden. Vorzugsweise liegt über die obere Hauptfläche 11 des unteren Komponentenkörpers 101 (über den Temperatursensor D und jede andere Schaltungsanordnung in dem Körper 101), eine schützende Isolierschicht 201, mit der Ausnahme, dass die obere Hauptelektrode 24a und die Verbindungsflächen 124a und 121a durch Fenster in dieser Schutzschicht 201 hindurch frei liegen.
  • In der oben beschriebenen besonderen Ausführungsform wurde ein Epoxy-Klebefilm 110 verwendet um die unteren und oberen Körper 101 und 102, 103 miteinander zu verbinden, und zwar durch eine direkte mechanische und elektrische Verbindung deren Elektroden 24a und 29b. Aber statt eines Klebers kann ein Lötmaterial vorgesehen werden um den Film 110 zu bilden. Wenn das verbundene Gebiet der Elektrode 24a in einem Fenster in einer schützenden isolierenden Deckschicht 201 vorhanden ist, soll der Film 110 dicker sein als die Deckschicht 201. Bei einer weiteren Modifikation kann die obere Hauptelektrode 24a des Körpers 101 an der unteren Elektrodenschicht des Körpers 102, 103 befestigt sein, und zwar durch Verschmelzung und/oder Legierung dieser Schichten. Auf diese Weise kann die obere Verbindungsfläche 124a des ersten Körpers 101 mit einer ersten Schicht schmelzbaren und/oder legierbaren Metalls bedeckt werden und die untere Hauptfläche des Körpers 102, 103 kann mit einer zweiten Schicht aus schmelzbaren und/oder legierbaren Metalls bedeckt werden, und zwar zusätzlich zu (oder anstelle von) der unteren Elektrodenschicht 29b. In diesem Fall kann eine Metall-zu-Metall-verbindung auf bekannte Art und Weise erreicht werden, und zwar durch beispielsweise Verwendung von Ultraschall- und/oder thermischer Energie zum Bilden einer Schmelz- oder Legierungsverbindung. Für diese erste und zweite Schicht können dieselben oder verschiedene Materialien verwendet werden. Wenn eine Aluminiumschicht auf der oder als untere(n) Elektrodenschicht 29b vorgesehen ist, kann diese untere Aluminiumschicht des oberen Körpers 102, 103 unmittelbar mit der oberen Aluminium-Elektrodenfläche 124a des Körpers 101 verschmolzen werden. Auf alternative Weise kann beispielsweise eine silberne Elektrodenfläche 124a des Körpers 101 unmittelbar mit einer TiNi(Au-Ge) unteren Elektrodenschicht 29b des oberen Körpers 102, 103 legiert werden.
  • Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung dürften dem Fachmann andere Abwandlungen einfallen. Solche Abwandlungen können gleichwertige und andere Merkmale betreffen, die bereits bekannt und statt der oder zusätzlich zu den hier bereits beschriebenen Merkmalen verwendbar sind.
  • Obschon, Patentansprüche in dieser Patentanmeldung in Bezug auf spezielle Kombinationen von Merkmalen formuliert worden sind, dürfte es einleuchten, dass der Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung auch etwaige neue Merkmale oder neue Kombinationen hierin beschriebener Merkmale betrifft, entweder explizit oder implizit, oder eine Generalisierung davon, ob wohl oder nicht in Bezug auf dieselbe Erfindung, wie in einem beliebigen Anspruch beansprucht und ob wohl oder nicht bestimmte oder alle gleichen technischen Probleme lösend, wie dies die vorliegende Erfindung tut.

Claims (11)

  1. Halbleitervorrichtung-Anordnung mit einer Hülle (100) und mit einem ersten und einem zweiten Komponentenkörper (101, 102) und mit einer Montageunterlage (130) in der Hülle, wobei der erste Komponentenkörper (101) eine betreffende Halbleiterkomponente (M1) aufweist mit einer oberen Hauptelektrode (24a) und einer Steuerelektrode (21), die an einer gegenüber einer unteren Hauptelektrode (29a) liegenden Fläche des Komponentenkörpers vorgesehen sind, wobei die obere Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) aus einem elektrisch leitenden Schichtmuster gebildet ist, wobei der zweite Komponentenkörper (102) eine betreffende Halbleiterkomponente (M2) aufweist, die wenigstens eine obere Hauptelektrode (24b) an einer gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers zu einer unteren Hauptelektrode (29b) aufweist, wobei die Steuerelektrode (21) des ersten Komponentenkörpers (101) eine Haftunterlage (121a) aufweist, mit der eine betreffende elektrische Verbindung (150) verbunden ist, wobei der erste Komponentenkörper (101) auf der Montageunterlage (130) befestigt ist, wobei die untere Hauptelektrode mit der Montageunterlage verbunden ist, und wobei der zweite Komponentenkörper (102) über einen Teil des ersten Komponentenkörpers (101) angeordnet ist, wobei die Montageunterlage (121a) der Steuerelektrode (21) des ersten Komponentenkörpers unbedeckt bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranschlussdrähte (140) eines Anschlussrahmens innerhalb der Hülle (100) vorgesehen sind, wobei jede obere Hauptelektrode (24a, 24b) des ersten und zweiten Komponentenkörpers (101, 102) eine betreffende Haftunterlage (124a, 124b) hat, wobei eine betreffende elektrische Verbindung (150) von einem betreffenden Leiteranschluss (140) des Anschlussrahmens mit jeder Montageunterlage (124a, 124b, 121a) der oberen Hauptelektrode und der Steuerelektrode (24a, 24b, 21) des ersten und zweiten Komponentenkörpers (101, 102) verbunden ist, wobei der zweite Komponentenkörper (102) über einen Teil des ersten Komponentenkörpers (101) angeordnet ist um die Montageunterlage (124a) der oberen Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) frei zu lassen und die untere Hauptelektrode (29b) des zweiten Komponentenkörpers (102) ist unmittelbar mit der oberen Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) verbunden.
  2. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 1, wobei der ersten Komponentenkörper (101) eine thermische Überlastungsschutzschaltung (D1, Q1) aufweist, die einen Temperatursensor aufweist, der neben der genannten gegenüberliegenden Hauptfläche des ersten Komponentenkörpers (102) liegt und in der Nähe der Stelle, wo der zweite Komponentenkörper angeordnet ist.
  3. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der erste Komponentenkörper (101) zwei Halbleiterkomponenten (M1, M2) aufweist, die eine gemeinsame untere Hauptelektrode (29a) an einer einzigen Hauptfläche des ersten Komponentenkörpers haben, und die je eine einzelne obere Hauptelektrode (24a, 24c) an der gegenüber liegenden Hauptfläche haben, und der zweite Komponentenkörper (102) an der Stelle einer der zwei Halbleiterkomponenten (M1) des ersten Komponentenkörpers angeordnet ist.
  4. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 3, wobei ein dritter Komponentenkörper (103) an einem Teil des ersten Komponentenkörpers (101) angeordnet ist, wo der andere der zwei Halbleiterkomponenten (M3) vorhanden ist, wobei der dritte Komponentenkörper eine Halbleiterkomponente (M4) aufweist, di eine obere Hauptelektrode und eine Steuerelektrode aufweist, die an einer gegenüber liegenden Hauptfläche des Komponentenkörpers an einer unteren Hauptelektrode liegen, wobei betreffende elektrische Verbindungen (150) an der oberen Hauptelektrode und Steuerelektrode des dritten Komponentenkörpers (103) von den betreffenden Leiteranschlüssen (140) des Anschlussrahmens angeordnet sind und die untere Elektrode des dritten Komponentenkörpers an der oberen Hauptelektrode (24c) der genannten anderen Halbleiterkomponente der zwei Halbleiterkomponenten (M3) befestigt ist, während die Befestigungsunterlagen (121c, 124c) der oberen Hauptelektrode (24c) und der Steuerelektrode (21c) der genannten anderen Komponente der zwei Halbleiterkomponenten unbedeckt gelassen werden.
  5. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die zwei Komponenten (M1, M3) des ersten Komponentenkörpers (101) Steuerelektroden (21a, 21c) mit einer gemeinsamen Befestigungsunterlage für die zwei Komponenten haben.
  6. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Komponente (M2) des zweiten Komponentenkörpers (102) eine Steuerelektrode (21) hat, die an derselben Hauptfläche liegt, wie die obere Hauptelektrode (24b) und die eine Befestigungsunterlage (121b) hat, an der eine betreffende elektrische Verbindung (150) von einem betreffenden Leiteranschluss (140) des Anschlussrahmens befestigt ist.
  7. Halbleitervorrichtung-Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Zwischenfilm (110) aus elektrisch und thermisch leitendem Klebstoff oder Lötstoff die obere Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) mit der unteren Hauptelektrode (29b) des darauf angeordneten Komponentenkörpers (102, 103) verbindet.
  8. Halbbrückentreiberschaltung zum Betreiben eines Elektromotors (MTR) mit einer Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, wenn abhängig von Anspruch 6, wobei der Motor über den betreffenden Leiteranschluss (150) mit der Befestigungsunterlage (124a) der oberen Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) gekoppelt ist.
  9. Solenoid-Treiberschaltung zum Betreiben einer Solenoidspule (SL) und mit einer Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 7, wenn abhängig von Anspruch 3, wobei die Solenoidspule über den betreffenden Leiteranschluss (150) mit der Befestigungsunterlage (124a) der oberen Haupotelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) gekoppelt ist.
  10. Vollbrückentreiberschaltung zum Betreiben eines Elektromotors (MTR) und mit einer Halbleitervorrichtung-Anordnung nach Anspruch 4 oder einem der Ansprüche 5 bis 7, wenn abhängig von Anspruch 4, wobei der Motor über den betreffenden Leiteranschluss (150) mit der Befestigungsunterlage (124a/c) der oberen Hauptelektroden (24a, 24c) der zwei Komponenten M1, M3) des ersten Komponentenkörpers (101) gekoppelt ist.
  11. Spannungspegelwandlerschaltung mit einer Halbleitervorrichtung-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Ausgangsspannungspegelklem me (Vo) von der Befestigungsunterlage (124a) der oberen Hauptelektrode (24a) des ersten Komponentenkörpers (101) über den betreffenden Leiteranschluss (150) gekoppelt ist.
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