FR2826181A1 - Dispositif a semiconducteur de puissance supportant une tension elevee - Google Patents

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Abstract

L'invention consiste en un dispositif à semiconducteur qui répond à la fois aux exigences de performances de dissipation thermique et de miniaturisation, tout en ayant un élément à semiconducteur à courant élevé. Le dispositif comprend un élément du type IGBT (1) et un élément du type diode (2) montés sur une surface principale d'un répartiteur de chaleur (25). Un bloc de bornes relais (20) est placé à l'extérieur de l'élément du type IGBT (1) sur le répartiteur de chaleur (25), en alignement avec l'élément du type IGBT (1) et l'élément du type diode (2). Des plaques d'électrodes de connexion externe (81, 82) sont respectivement disposées des deux côtés de cet alignement. L'ensemble est encapsulé par moulage par transfert dans un boîtier en résine (23) qui définit la forme externe du dispositif à semiconducteur (M100).

Description

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DISPOSITIF A SEMICONDUCTEUR DE PUISSANCE
SUPPORTANT UNE TENSION ELEVEE
La présente invention concerne un dispositif à semiconducteur, et en particulier un dispositif à semiconducteur de puissance qui supporte une tension élevée.
La figure 29 montre une coupe de la structure du dispositif à semiconducteur M70, à titre d'exemple d'un dispositif à semiconducteur classique. Comme représenté sur la figure 29, dans le dispositif à semiconducteur M70, par exemple, un substrat isolant 102 est monté sur une plaque de base 104 consistant en cuivre dépourvu d'oxygène, et un élément à semiconducteur 101, qui est un élément de commutation, est monté sur ce substrat isolant 102. Sur le substrat isolant 102, un motif conducteur prédéterminé est formé sur l'une des surfaces principales du substrat isolant et un élément à semiconducteur, ou similaire, est placé sur ce motif conducteur. De plus, une couche conductrice est formée sur l'autre surface principale de façon à procurer une structure qu'on peut faire adhérer à une plaque conductrice, ou similaire, par brasage ou de façon similaire.
Un boîtier en résine 105 qui consiste par exemple en PPS (sulfure de polyphénylène) est monté de façon à entourer les parties périphériques de la plaque de base 104.
Le boîtier en résine 105 est muni d'une plaque d'électrode DE qui est formée par une plaque d'électrode de connexion externe 108, un conducteur de connexion 106 et une électrode de connexion interne 107, de façon à être partiellement enterrée. L'électrode de connexion interne 107 est connectée électriquement à l'élément semiconducteur 101 ou au motif conducteur du substrat isolant 102 par l'intermédiaire d'un fil d'aluminium 109 d'un diamètre de 200 m à 300 m.
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Ensuite, l'espace interne défini par la plaque de base 104 et le boîtier en résine 105 est rempli avec, par exemple, du gel de silicone 110, afin de garantir l'isolation, et un couvercle 111 est placé sur l'ouverture du boîtier en résine 105 afin d'isoler le gel de silicone 110 vis-à-vis de l'air extérieur.
De plus, une partie de la surface principale de la plaque d'électrode de connexion externe 108 est à nu sur la surface principale du boîtier en résine 105, et un trou traversant est formé dans une telle partie de la connexion avec un conducteur externe (non représenté), tandis qu'un écrou 112 est noyé dans le boîtier en résine 105 à l'emplacement qui correspond à ce trou traversant. Par conséquent, la plaque d'électrode de connexion externe 108 et le conducteur externe peuvent être connectés en utilisant une vis (non représentée), de façon à pouvoir donner une faible valeur à la résistance de contact en serrant la vis.
De cette manière, on adopte dans le dispositif à semiconducteur M70 une configuration dans laquelle l'élément à semiconducteur 101 est contenu dans le boîtier en résine 105 et, par conséquent, le processus de fabrication devient complexe, les dimensions de la forme extérieure deviennent grande et la miniaturisation ou la réduction de coût sont limitées.
De plus, la figure 30 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M80, à titre d'exemple d'un dispositif à semiconducteur classique.
Comme représenté sur la figure 30, dans le dispositif à semiconducteur M80, un élément à semiconducteur 201 qui est un élément de commutation est monté sur un cadre de montage 213 qui est formé par exemple par un alliage de cuivre, et l'élément à semiconducteur 201 est connecté électriquement au conducteur 207 par l'intermédiaire d'un fil d'aluminium 209.
L'élément à semiconducteur 201, le conducteur 207 et le cadre de montage 203 sont encapsulés dans une résine moulée 214 en utilisant un moulage par transfert, de façon à être intégrés. Ensuite, une partie du conducteur 207 et une partie d'un conducteur 215 qui s'étend à partir du cadre de montage 213 font saillie vers l'extérieur à partir de la résine moulée 214, de façon à être brasés, par exemple, sur une carte de circuit imprimé qui comporte des trous traversants.
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De cette manière, bien que dans le dispositif à semiconducteur M80 l'élément à semiconducteur 201 soit encapsulé dans une résine en utilisant un moulage par transfert, ce qui fait que le nombre d'éléments est faible et le coût peut être maintenu à une valeur faible, la chaleur dégagée par l'élément à semiconducteur 201 pendant le fonctionnement est dissipée à travers la résine moulée 214 dont la conductivité thermique est de quelques Wm.K, ce qui représente une résistance thermique élevée et occasionne un problème de dissipation de chaleur.
De plus, le conducteur 207 est mince, et il n'est pas possible d'obtenir des valeurs suffisantes pour l'aire de section droite du conducteur 207 et l'aire de section droite du motif de circuit sur la carte de circuit imprimé pour permettre la circulation d'un courant élevé, auquel le conducteur 207 est connecté, et par conséquent les pertes dues à la résistance électrique ne peuvent pas être négligées et il y a le problème consistant en ce que le conducteur ne convient pas pour un dispositif à semiconducteur pour un courant élevé.
De plus, la figure 31 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M90, à titre d'exemple d'un dispositif à semiconducteur classique.
Comme représenté sur la figure 31, dans le dispositif à semiconducteur M90, un élément à semiconducteur 301 qui est un élément de commutation est monté sur un substrat isolant 302, et l'élément à semiconducteur 301 est connecté électriquement à un conducteur 315 par l'intermédiaire d'un fil d'aluminium 309. Ensuite, le substrat isolant 302, l'élément à semiconducteur 301 et le conducteur 315 sont encapsulés dans une résine moulée 314, en utilisant un moulage par transfert, de fa- çon à les intégrer.
Une surface principale du substrat isolant 302 opposée à la surface principale sur laquelle l'élément à semiconducteur 301 est monté, est laissée à nu par la résine moulée 314 et est brasée sur un substrat en métal 304. De plus, un substrat de circuit de commande 317 ou un substrat relais 318 sont également montés sur le substrat en métal 304.
Le substrat de circuit de commande 317 est un substrat sur lequel est monté un circuit de commande, ou un élément similaire, pour commander le fonctionnement de l'élément à semiconducteur 301, et le
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substrat relais 318 est un substrat sur lequel se trouve un point de relais du conducteur 315.
Les conducteurs 315 qui s'étendent à partir de la résine moulée 314 sont connectés au substrat relais 318 et à une couche conductrice 319 qui est placée sur le substrat de circuit de commande 317, et le conducteur 315 qui est connecté au substrat relais 318 est connecté électriquement à la plaque d'électrode de connexion externe 316 par l'intermédiaire de la couche conductrice 319 et le conducteur 315 connecté au substrat de circuit de commande 317 est connecté à une borne de commande 320 par l'intermédiaire de la couche conductrice 319.
De cette manière, dans le dispositif à semiconducteur M90, le substrat isolant 302, sur lequel l'élément à semiconducteur 301 est monté, vient en contact avec le substrat en métal 304, et par conséquent le dispositif à semiconducteur M90 est supérieur au dispositif à semiconducteur M80 en ce qui concerne la dissipation de chaleur. Cependant, le substrat de circuit de commande 317 et le substrat relais 318 sont établis séparément sur le substrat en métal 304, et par conséquent l'efficacité d'implantation est mauvaise et il y a le problème consistant en ce que la miniaturisation est difficile.
De plus, l'aire du circuit en boucle, qui est formé en partant de la plaque d'électrode de connexion externe 316 et en retournant à celle-ci en passant par le substrat relais 318, le conducteur 315, l'une des électrodes principales de l'élément à semiconducteur 301, l'autre électrode principale, le substrat relais 318 et le conducteur 315, devient grande, ce qui fait qu'elle a une inductance élevée, et ceci devient un facteur conduisant à l'apparition d'une grande surtension transitoire. Par conséquent, le rapport de changement du courant devient grand dans le cas où on fait fonctionner l'élément à semiconducteur 301 dans un mode de commutation, et par conséquent il est nécessaire de préparer un élément qui supporte une tension élevée, et ceci devient un facteur conduisant à une augmentation du coût.
Comme décrit ci-dessus, dans un dispositif à semiconducteur classique, il est difficile de satisfaire à la fois aux exigences concernant la dissipation de chaleur et concernant la miniaturisation.
Conformément au premier aspect de la présente invention, un
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dispositif à semiconducteur comprend un substrat de dissipation, des éléments à semiconducteur placés sur le substrat de dissipation, une multiplicité de plaques d'électrodes principales dont une extrémité est connectée électriquement à une électrode principale des éléments à semiconducteur, respectivement, et un boîtier en résine pour encapsuler dans une résine le substrat de dissipation, les éléments à semiconducteur et la multiplicité de plaques d'électrodes principales, et dans ce dispositif l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu à l'extérieur de la surface supérieure du boîtier en résine, et le boîtier en résine est formé en une seule pièce par moulage.
Conformément au second aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, le boîtier en résine a une forme de parallélépipède et une surface principale de l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales seule est à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine.
Conformément au troisième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, la position de la surface principale à laquelle l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu, est une position proche d'un centre de la surface supérieure du boîtier en résine.
Conformément au quatrième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, le boîtier en résine comporte une partie de corps ayant la forme d'un parallélépipède et une multiplicité de parties d'électrodes en saillie qui font respectivement saillie à partir de la surface supérieur de la partie de corps et contiennent la multiplicité de plaques d'électrodes principales à l'intérieur, et la surface principale de l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales seule est à nu sur la surface supérieure de chacune de la multiplicité de parties d'électrodes en saillie.
Conformément au cinquième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, la multiplicité de parties d'électrodes en saillie sont formées de façon que les parties de jonction entre la multiplicité de parties d'électrodes en saillie et la partie de corps aient des surfaces courbes.
Conformément au sixième aspect de la présente invention, dans
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le dispositif à semiconducteur, la multiplicité de parties d'électrodes en saillie sont formées dans des parties périphériques de la partie de corps et ont des cavités à l'intérieur ; l'autre extrémité de chacune de la mul- tiplicité de plaques d'électrodes principales est formée de façon à recouvrir le haut de chacune des cavités.
Conformément au septième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales comporte un trou traversant, et un filetage est formé sur la surface intérieure du trou traversant.
Conformément au huitième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, le trou traversant est produit par une opération de soyage et le filetage est formé sur une partie de collet qui fait saillie du côté de la cavité, par l'opération de soyage.
Conformément au neuvième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales comporte un trou traversant et la multiplicité de parties d'électrodes en saillie ont en outre des écrous noyés à l'intérieur, de façon que le filetage de chacun des écrous soit relié à celui du trou traversant.
Conformément au dixième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, le dispositif à semiconducteur comprend en outre un circuit de commande qui est monté sur le substrat de dissipation et qui accomplit une commande d'attaque des éléments à semiconducteur.
Conformément au onzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, le circuit de commande est recouvert par une résine dont la viscosité est inférieure à celle de la résine de moulage du boîtier en résine.
Conformément au douzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, une surface inférieure du substrat de dissipation, qui est le côté opposé à la surface sur laquelle les éléments à semiconducteur sont montés, est à nu du côté de la surface inférieure du boîtier en résine, et le dispositif à semiconducteur comprend en outre une couche isolante placée du côté de la surface inférieure du boîtier en résine, de façon à, au moins, recouvrir complètement la surface inférieure
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du substrat de dissipation.
Conformément au treizième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, la couche isolante est formée par un matériau isolant sous une forme de feuille fixé à la surface inférieure du boîtier en résine.
Conformément au quatorzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, la surface inférieure du boîtier en résine comporte une région de marche qui est en retrait et qui correspond à la région à nu de la surface inférieure du substrat de dissipation, et la profondeur de la région de marche est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante.
Conformément au quinzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteur, la surface inférieure du boîtier en résine a une multiplicité de parties en saillie qui sont formées de façon à entourer la région à nu de la surface inférieure du substrat de dissipation, et la hauteur des parties en saillie est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante.
Conformément au seizième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteur comprend en outre une plaque de dissipation qui est en contact intime avec la couche isolante et dont l'étendue est plus grande que celle de la couche isolante.
Conformément au dix-septième aspect de la présente invention, un dispositif à semiconducteur comprend une multiplicité de substrats de dissipation, des éléments à semiconducteur respectivement placés sur la multiplicité de substrats de dissipation, une multiplicité de plaques d'électrodes principales dont une extrémité est connectée électriquement à une électrode principale de chacun des éléments à semiconducteur, respectivement, et un boîtier en résine pour encapsuler la multiplicité de substrats de dissipation, les éléments à semiconducteur et la multiplicité de plaques d'électrodes principales dans une résine, dans lequel l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu à l'extérieur de la surface supérieure du boîtier en résine, et dans lequel le boîtier en résine est formé en une seule pièce par moulage.
Conformément au dix-huitième aspect l'invention, dans le dispositif à semiconducteur, tous les substrats de la multiplicité de substrats de
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dissipation ont une même forme rectangulaire et sont disposés de façon que leurs côtés longs soient mutuellement parallèles.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au premier aspect de la présente invention, l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu à l'extérieur de la surface supérieure du boîtier en résine, et le boîtier en résine est formé en une seule pièce par moulage, et par conséquent les composants peuvent être disposés efficacement, et on peut en faire en sorte que la dimension de la forme extérieure du substrat de dissipation soit approximativement aussi grande que la dimension de la forme extérieure du boîtier en résine, de façon que la miniaturisation devienne possible tout en conservant les performances de dissipation.
De plus, du fait que la multiplicité de plaques d'électrodes principales sont formées de façon à être à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine, l'aire du circuit en boucle formé par la multiplicité de plaques d'électrodes principales et un chemin électrique qui connecte électriquement ces électrodes, devient faible, ce qui permet de réduire l'inductance du circuit en boucle.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au second aspect de la présente invention, le boîtier en résine a une forme de parallélépipède et la surface principale de l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales seule est à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine, et par conséquent le boîtier a une forme simple dont la structure est physiquement robuste.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au troisième aspect de la présente invention, la position de la surface principale à laquelle l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu, est une position située à distance d'un bord sur la surface supérieure du boîtier en résine, et par conséquent dans le cas où le boîtier en résine est fixé sur un radiateur, la distance pour l'isolation à partir du radiateur jusqu'aux plaques d'électrodes principales peut aisément être obtenue, ce qui permet d'avoir un dispositif à semiconducteur qui peut supporter une tension élevée, bien que l'épaisseur de son boîtier en résine soit faible.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au
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quatrième aspect de la présente invention, le boîtier en résine comporte une partie de corps ayant une forme de parallélépipède et une multiplicité de parties d'électrodes en saillie qui font respectivement saillie à partir de la surface supérieure de la partie de corps, et par conséquent, dans le cas où le boîtier en résine est fixé sur un radiateur, la distance pour l'isolation à partir du radiateur jusqu'aux plaques d'électrodes principales peut être obtenue plus aisément, ce qui permet d'avoir un dispositif à semiconducteur qui peut supporter une tension élevée, bien que l'épaisseur de sa partie de corps soit faible. Ensuite, du fait de l'existence des parties d'électrodes en saillie, l'épaisseur de la partie de corps, dans laquelle le substrat de dissipation est enterré, peut être fixée au minimum, et par conséquent, même dans le cas où un changement de température se produit à cause de l'émission de chaleur au moment où le dispositif est employé, il est possible d'éviter l'apparition d'un gauchissement sur le boîtier en résine entier, et il est possible d'éviter une diminution du rendement de la dissipation à partir du dispositif à semiconducteur vers le radiateur, ce qui permet d'éviter que la température du dispositif à semiconducteur augmente jusqu'à la limite admissible ou au-dessus.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au cinquième aspect de la présente invention, la multiplicité de parties d'électrodes en saillie sont formées de façon que les parties de jonction vis-à-vis de la partie de corps aient des surfaces courbes, et par conséquent, dans le cas où, par exemple, une plaque d'électrode principale et un conducteur extérieur sont fixés avec une vis dans une partie d'électrode en saillie, bien que la vis soit serrée avec un couple élevé, la contrainte occasionnée dans la partie de jonction entre la partie de corps et la partie d'électrode en saillie devient faible, ce qui fait que la partie d'électrode en saillie peut supporter la pression de serrage de la vis, bien que la dimension de la partie d'électrode en saillie soit faible, de façon qu'il soit possible de miniaturiser le dispositif à semiconducteur.
Conformément à un dispositif conforme au sixième aspect de la présente invention, la multiplicité de parties d'électrodes en saillie ont des cavités à l'intérieur, et par conséquent il devient possible d'incorporer des écrous dans les cavités, de façon qu'une plaque d'électrode principale et un conducteur extérieur soient bloqués avec une vis et, de cette manière,
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le conducteur extérieur et la plaque d'électrode principale peuvent être connectés avec une faible résistance de contact.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au septième aspect de la présente invention, l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales comporte un trou traversant et le trou traversant a un filetage formé sur sa surface intérieure, et par conséquent au moment auquel une plaque d'électrode principale et un conducteur extérieur sont fixés avec une vis, il n'est pas nécessaire de préparer un écrou, ce qui augmente la facilité d'assemblage.
Conformément au dispositif à semiconducteur conforme au huitième aspect de la présente invention, le trou traversant est créé par une opération de soyage, et le filetage est formé sur une partie de collet, et par conséquent un filetage peut être formé même lorsque l'épaisseur de la plaque d'électrode principale est faible.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au neuvième aspect de la présente invention, la multiplicité de parties d'électrodes en saillie ont des écrous noyés à l'intérieur, de façon que le filetage de chacun des écrous soit relié à celui du trou traversant, et par conséquent au moment auquel une plaque d'électrode principale et un conducteur extérieur sont fixés avec une vis, il n'est pas nécessaire de préparer un écrou, ce qui augmente la facilité d'assemblage.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au dixième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteur comprend un circuit de commande qui est placé sur le substrat de dissipation et qui effectue une commande d'attaque des éléments à semiconducteur, et par conséquent le circuit de commande est placé au voisinage des éléments à semiconducteur, de façon que l'aire d'une boucle de fil de commande formée entre le circuit de commande et les éléments à semiconducteur puisse être réduite en comparaison avec le cas dans lequel le circuit de commande est placé à l'extérieur du dispositif à semiconducteur, et même dans le cas où un niveau élevé de bruit électromagnétique apparaît, par exemple dans un élément de commutation pour un courant fort, il est possible d'empêcher l'apparition d'une fluctuation de tension dans le signal de commande.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au
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onzième aspect de la présente invention, le circuit de commande est recouvert par une résine dont la viscosité est inférieure à celle de la résine de moulage du boîtier en résine, et par conséquent, même un circuit de commande dans la condition d'une puce de semiconducteur qui n'est pas montée en boîtier, peut être protégé contre la pression de la résine de moulage au moment de la formation du boîtier en résine.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au douzième aspect de la présente invention, la surface inférieure du substrat de dissipation est à nu à la surface inférieure du boîtier en résine, et une couche isolante est formée de façon à, au moins, recouvrir complètement la surface inférieure du substrat de dissipation, et par conséquent aucun vide n'apparaît à l'intérieur de la résine de moulage, ce qui peut éventuellement se produire dans une structure dans laquelle le substrat de dissipation est enterré dans le boîtier en résine, et par conséquent la productivité est améliorée.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au treizième aspect de la présente invention, la couche isolante est formée par un matériau isolant sous une forme de feuille qui est fixé sur la surface inférieure du boîtier en résine, et par conséquent la formation est simple et son épaisseur peut être uniformisée.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au quatorzième aspect de la présente invention, la surface inférieure du boîtier en résine comporte une région de marche qui est en retrait et correspond à la région à nu de la surface inférieure du substrat de dissipation, et la profondeur de la région de marche est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante, et par conséquent, par exemple, au moment auquel le dispositif à semiconducteur est fixé sur un radiateur, ils sont fixés avec une vis, ou un élément semblable, jusqu'à ce que le boîtier en résine autour de la région de marche touche complètement le radiateur, et de cette manière la couche isolante est compressée de façon que son épaisseur devienne égale à la profondeur de la région de marche. Ainsi, la profondeur de la région de marche est fixée à une valeur égale à l'épaisseur minimale de la couche isolante pour garantir l'isolation, et la vis est serrée jusqu'à ce que le boîtier en résine touche complètement le radiateur, et de cette manière, il est possible d'empêcher que la couche isolante de-
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vienne plus mince que l'épaisseur minimale à cause d'un défaut d'uniformité de serrage et, en plus, il devient inutile d'inclure une marge supplémentaire sur l'épaisseur de la couche isolante, et par conséquent la dissipation peut être accrue.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au quinzième aspect de la présente invention, la surface inférieure du boîtier en résine comporte une multiplicité de parties en saillie qui sont placées de façon à entourer la région à nu de la surface inférieure du substrat de rayonnement, et la hauteur des parties en saillie est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante, et par conséquent, par exemple, au moment auquel le dispositif à semiconducteur est fixé sur un radiateur, ils sont fixés avec une vis, ou un élément semblable, jusqu'à ce que les parties en saillie touchent complètement le radiateur et, de cette manière, la couche isolante est compressée de façon que son épaisseur puisse être rendue égale à la hauteur des parties en saillie, et il en résulte qu'il est possible d'empêcher que la couche isolante devienne plus mince que l'épaisseur minimale à cause du défaut d'uniformité du serrage et, de plus, il devient inutile d'inclure une marge supérieure à ce qui est nécessaire, sur l'épaisseur de la couche isolante, de façon à permettre d'augmenter la dissipation.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au seizième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteur comprend en outre une plaque de dissipation qui est en contact intime avec la couche isolante et dont l'étendue est plus grande que celle de la couche isolante, et par conséquent, par exemple, au moment auquel le dispositif à semiconducteur est fixé sur un radiateur, l'étendue de contact avec le radiateur augmente et la dissipation peut être augmentée.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au dix-septième aspect de la présente invention, en donnant une faible dimension aux intervalles entre la multiplicité de substrats de dissipation, il est possible de diminuer l'aire du dispositif en comparaison avec le cas dans lequel une multiplicité de dispositifs à semiconducteur indépendants sont combinés, ce qui permet la miniaturisation, la réduction de poids et la réduction de coût.
Conformément à un dispositif à semiconducteur conforme au
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dix-huitième aspect de l'invention, il est possible de réduire l'aire d'une boucle de circuit formée par un chemin de courant principal d'un élément à semiconducteur partant d'une plaque d'électrode principale et allant jusqu'à une plaque d'électrode principale différente, en passant par l'élément à semiconducteur et un substrat de dissipation, ainsi que d'un chemin de courant principal relatif à l'élément à semiconducteur placé sur le substrat de dissipation adjacent, ce qui permet de réduire l'inductance du circuit en boucle. Il en résulte que les pertes d'énergie dans les éléments à semiconducteur sont réduites, ce qui permet de réduire la quantité de chaleur dégagée dans le dispositif à semiconducteur.
La présente invention vise à résoudre les problèmes décrits cidessus et son but est de procurer un dispositif à semiconducteur qui réponde à la fois aux exigences de dissipation et de miniaturisation, tout en ayant un élément à semiconducteur pour un courant élevé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à un premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 2 est une coupe montrant la configuration du dispositif à semiconducteur conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 3 est un schéma de circuit équivalent du dispositif à semiconducteur conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 4 est un schéma pour décrire l'effet obtenu avec le premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 5 est une vue en perspective montrant une forme d'utilisation du dispositif à semiconducteur conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 6 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié du dispositif à semiconducteur conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
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La figure 7 est une vue en perspective montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à un second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 8 est une coupe montrant la configuration du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 9 est une coupe montrant un processus de fabrication du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 10 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 1 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 11 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 12 est une représentation schématique montrant un processus de fabrication de l'exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention ;
La figure 13 est une représentation schématique montrant un processus de fabrication de l'exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention ;
La figure 14 est une représentation schématique montrant un processus de fabrication de l'exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention ;
La figure 15 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 3 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 16 est une coupe montrant un processus de fabrication de l'exemple modifié 3 du dispositif à semiconducteur conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 17 est une vue en perspective montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à un troisième mode de
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réalisation préféré de la présente invention;
La figure 18 est un schéma de circuit équivalent du dispositif à semiconducteur conforme au troisième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 19 est une coupe montrant un processus de fabrication du dispositif à semiconducteur conforme au troisième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 20 est une vue en perspective montrant la configuration d'un exemple modifié du dispositif à semiconducteur conforme au troisième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 21 est une coupe montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à un quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 22 est un schéma pour décrire l'effet du quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 23 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 1 du dispositif à semiconducteur conforme au quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 24 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 25 est une coupe montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à un cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 26 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 1 du dispositif à semiconducteur conforme au cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figue 27 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 2 du dispositif à semiconducteur conforme au cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 28 est une coupe montrant la configuration d'un exemple modifié 3 du dispositif à semiconducteur conforme au cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention ; Les figures 29 à 31 sont des coupes montrant la configuration d'un dispositif à semiconducteur conforme à l'art antérieur.
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<A. Premier mode de réalisation préféré> <A-1. Configuration du dispositif>
La figure 1 montre une vue en perspective de la configuration du dispositif à semiconducteur M100 qui est le premier mode de réalisation préféré conforme à la présente invention. Ici, sur la figure 1, une partie d'un boîtier en résine 23 est omise pour la commodité, de façon à montrer clairement la configuration interne.
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif à semiconducteur M100 a un élément 1 du type transistor bipolaire à grille isolée ou IGBT ("insulating gate bipolar transistor") et un élément 2 du type diode placés sur la surface principale d'un répartiteur de chaleur 25 (substrat de dissipation) de forme allongée, qui est constitué d'un métal ayant une excellente conductivité thermique et une excellente conductivité électrique, et l'ensemble de sa structure est noyé dans le boîtier en résine 23.
Sur la surface principale du répartiteur de chaleur 25, un bloc de bornes relais 20 est placé à l'extérieur de l'élément de type IGBT 1, et le bloc de bornes relais 20, l'élément de type IGBT 1 et l'élément de type diode 2 sont alignés. Ensuite, des plaques d'électrodes de connexion externe 81 et 82 sont respectivement placées des deux côtés de cet alignement. Il y a un cas dans lequel les plaques d'électrodes de connexion externe 81 et 82 sont désignées par le terme général de plaque d'électrode de connexion externe 8 (plaque d'électrode principale).
Une multiplicité de fils d'aluminium WR établissent des connexions électriques entre l'élément de type IGBT 1 et l'élément de type diode 2, entre l'élément de type IGBT 1 et le bloc de bornes relais 20, ainsi qu'entre l'élément de type diode 2 et la plaque d'électrode de connexion externe 82. Ici, l'électrode principale est à nu sur les surfaces principales inférieures respectives de l'élément de type IGBT 1 et de l'élément de type diode 2, de façon à être brasée sur le répartiteur de chaleur 25.
Le bloc de bornes relais 20 comporte un groupe de plaques de bornes relais 21 auxquelles sont connectés une multiplicité de fils d'aluminium WR, qui sont connectés électriquement à l'élément de type IGBT 1, et un groupe de bornes de broches relais 22 qui assurent l'entrée et la sortie de signaux de commande pour commander l'élément de type IGBT 1
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qui sont échangés avec un appareil externe, le groupe de bornes de broches relais 22 s'étendant perpendiculairement à la surface principale du répartiteur de chaleur 25.
Ici, le groupe de plaques de bornes relais 21 comprend une plaque de borne relais de grille 3 et une plaque de borne relais d'émetteur de commande, 4, qui sont connectées électriquement respectivement à la grille et à l'émetteur de l'élément de type IGBT 1, tandis que le groupe de bornes de broches relais 22 comprend une broche relais de grille 13 et une broche relais d'émetteur de commande 14 qui sont établies de façon à correspondre respectivement à la plaque de borne relais de grille 3 et à la plaque de borne relais d'émetteur de commande 4.
La plaque d'électrode de connexion externe 81 est montée de façon que l'une de ses extrémités soit connectée à la surface principale du répartiteur de chaleur 25, tandis que la surface principale de l'autre extrémité est à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine 23.
La plaque d'électrode de connexion externe 82 a une forme similaire à la plaque d'électrode de connexion externe 81 et elle n'est pas connectée électriquement au répartiteur de chaleur 25, de façon que sa partie d'extrémité soit située au-dessus de la surface principale du répartiteur de chaleur 25. Un trou traversant est formé dans la partie de la plaque d'électrode de connexion externe 8 qui est à nu par rapport au boîtier en résine 23, pour la condition dans laquelle il existe un fil du type "barre omnibus" (non représenté).
Le répartiteur de chaleur 25, l'élément du type IGBT 1, l'élément du type diode 2, le bloc de bornes relais 20 et la plaque d'électrode de connexion externe 8 dans ce qui précède sont encapsulés dans une résine d'une forme parallélépipédique en utilisant un moulage par transfert, de façon que le boîtier en résine 23 définisse la forme externe du dispositif à semiconducteur M100.
Des trous 24 sont formés dans les quatre coins du boîtier en résine 23 pour fixer le dispositif à semiconducteur M100 sur un radiateur ou un élément similaire qui n'est pas représenté.
La figure 2 montre une coupe selon la direction longitudinale de la configuration du dispositif à semiconducteur M100. Comme représenté sur la figure 2, le répartiteur de chaleur 25 est complètement enterré dans
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le couler en résine 23.
La figure 3 montre des relations de connexion de l'élément du type IGBT 1 et de l'élément du type diode 2. Comme représenté sur la figure 3, l'élément du type diode 2 est connecté en parallèle sur l'élément du type IGBT 1 dans la direction dans laquelle le courant direct retourne, de façon à fonctionner comme une diode de roue libre.
L'émetteur de l'élément du type IGBT 1 est connecté à la plaque d'électrode de connexion externe 81 et il est également connecté à la broche relais d'émetteur de commande 14 par l'intermédiaire de la plaque de bornes relais d'émetteur de commande 4.
De plus, la grille de l'élément du type IGBT 1 est connectée à la broche relais de grille 13 par l'intermédiaire de la plaque de borne relais de grille 3.
La broche relais d'émetteur de commande 14 est employée au moment de l'attaque de l'élément du type IGBT 1, et l'élément du type IGBT 1 peut être attaqué en appliquant une tension entre la grille et l'émetteur (par exemple environ 15 V), c'est-à-dire entre la broche relais d'émetteur de commande 14 et la broche relais de grille 13.
La broche relais d'émetteur de commande 14 et la broche relais de grille 13 sont connectées à un circuit de commande, un circuit d'attaque et autres, qui ne sont pas représentés.
L'élément du type IGBT 1 a une électrode de détection de courant qui est formée de façon à permettre la circulation d'un courant (courant de détection) qui est une fraction d'un millième du courant circulant à travers l'émetteur, et une broche relais est incluse pour émettre le courant de détection et est connectée électriquement à cette électrode de détection de courant et au groupe de bornes de broches relais 22 pour la détection de température, dont les descriptions sont omises.
<A-2. Processus de fabrication>
On décrira ensuite un processus pour le dispositif à semiconducteur M100, en se référant aux figures 1 et 2.
Premièrement, l'élément du type IGBT 1, l'élément du type diode 2, le bloc de bornes relais 20 et la plaque d'électrode de connexion externe 81 sont brasés et connectés au répartiteur de chaleur 25. A ce moment, des fils d'aluminium WR sont soudés à des composants respectifs
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de façon à les connecter les uns aux autres.
La plaque d'électrode de connexion externe 81 est formée de façon à être intégrée dans un cadre de montage (non représenté) entourant le répartiteur de chaleur 25, et le cadre de montage et le répartiteur de chaleur 25 sont intégrés en connectant la plaque d'électrode de connexion externe 81 au répartiteur de chaleur 25. La plaque d'électrode de connexion externe 81 est également formée de façon à être intégrée au cadre de montage, qui n'est pas connecté au répartiteur de chaleur 25.
Le cadre de montage est placé dans un moule pour le moulage par transfert dans la condition ci-dessus, et en faisant entrer dans le moule une résine à l'état fondu, le moulage avec de la résine est accompli. Après ceci, le moule est retiré et les plaques d'électrodes de connexion externe 81 et 82 sont séparées du cadre de montage, ce qui fait qu'on peut obtenir le dispositif à semiconducteur M100 qui est encapsulé dans le boîtier en résine 23.
<A-3. Effets fonctionnels>
Comme décrit ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteur M100 conforme à la présente invention, l'élément du type IGBT 1, l'élément du type diode 2, le bloc de bornes relais 20, la plaque d'électrode de connexion externe 8 et le répartiteur de chaleur 25 sont encapsulés en une seule pièce dans une résine par moulage par transfert, et par conséquent l'efficacité d'implantation est excellente et on peut donner à la forme externe du répartiteur de chaleur 25 une dimension approximativement aussi grande que la dimension de la forme externe du boîtier en résine 23, ce qui fait que la miniaturisation devient possible tout en conservant les performances de dissipation.
De plus, la plaque d'électrode de connexion externe 8 est incorporée de façon que la partie de connexion avec un conducteur externe soit à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine 23, et par conséquent l'aire du circuit en boucle formé par les deux plaques d'électrodes de connexion externe 8 et les deux électrodes principales de l'élément du type IGBT 1 et un chemin de courant pour les connecter électriquement, devient faible, ce qui permet de réduire l'inductance du circuit en boucle.
La tension de crête de la surtension transitoire qui accompagne un changement de courant au moment auquel l'élément de commutation
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est actionné dans un mode de commutation, devient plus faible, en proportion de l'inductance, et il en résulte que les pertes de commutation deviennent faibles. Par conséquent, la chaleur dégagée par l'élément du type IGBT 1 devient faible et la plage de fonctionnement devient étendue en ce qui concerne la conception thermique, même lorsque l'aire du répartiteur de chaleur 25 est diminuée. Par conséquent, il est possible de parvenir à une miniaturisation du dispositif entier, et la surtension transitoire est diminuée, ce qui fait que la tenue en tension peut être abaissée et le coût du dispositif est réduit.
De plus, du fait que la partie de connexion de la plaque d'électrode de connexion externe 8 pour la connexion à un conducteur externe est placée sur la surface supérieure du boîtier en résine 23, la distance d'isolation à partir du radiateur jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 8 est aisément obtenue, ce qui fait qu'on peut avoir un dispositif à semiconducteur dont les caractéristiques de tenue en tension sont excellentes. On décrira ces caractéristiques en se référant à la figure 4.
La figure 4 est une représentation montrant schématiquement un changement de l'épaisseur de la résine de moulage en fonction de la position d'installation de la plaque d'électrode de connexion externe 8.
Sur la figure 4, la plaque d'électrode de connexion externe 8 est placée au voisinage de la partie périphérique de la surface supérieure du boîtier en résine 23A dans le dispositif à semiconducteur de gauche, ce qui fait que la distance d'isolation L à partir du radiateur HS jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 8 est définie par l'épaisseur du boîtier en résine 23A.
D'autre part, la plaque d'électrode de connexion externe 8 est placée dans une position plus proche de la partie centrale sur la surface supérieure du boîtier en résine 23 dans le dispositif à semiconducteur de droite, ce qui fait que la distance d'isolation L à partir du radiateur HS jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 8 est définie par l'épaisseur du boîtier en résine 23, et par la distance à partir de la partie périphérique sur la surface supérieure du boîtier en résine 23 jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 8.
De cette manière, en disposant la partie de connexion de la plaque d'électrode de connexion externe 8 pour la connexion à un conduc-
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teur externe sur la surface supérieure du boîtier en résine 23, la distance d'isolation L à partir du radiateur HS jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 8 peut être aisément obtenue, et par conséquent on peut avoir un dispositif à semiconducteur qui est capable de supporter une tension élevée, même dans le cas où l'épaisseur du boîtier en résine 23 est faible.
Ensuite, dans le cas où l'épaisseur du boîtier en résine 23 peut être diminuée, il est possible d'éviter un gauchissement du boîtier en résine 23 sous l'effet du dégagement de chaleur au moment de l'utilisation du dispositif.
En effet, il y a une grande différence de coefficient de dilatation linéaire entre la résine moulée et le répartiteur de chaleur 25, à cause d'une différence de matériaux. Par conséquent, lorsqu'un changement de température se produit du fait du dégagement de chaleur au moment de l'utilisation du dispositif, un gauchissement du boîtier en résine 23 entier se produit. Dans ces conditions, dans le cas où l'importance de ce gauchissement dépasse par exemple quelques centaines de micromètres, un espace est créé entre le boîtier en résine 23 et le radiateur (non représenté) sur lequel le boîtier en résine 23 est fixé, ce qui fait que la transmission de chaleur du dispositif à semiconducteur vers le radiateur est bloquée, et il y a une possibilité que la température du dispositif à semiconducteur atteigne ou dépasse la valeur admissible.
Cependant, lorsque l'épaisseur du boîtier en résine 23 est mince en comparaison de l'épaisseur du répartiteur de chaleur 25, le gauchissement est faible même dans le cas où le même changement de température se produit. Il en résulte que la résistance thermique peut être maintenue à une valeur faible dans la partie venant en contact avec le radiateur, ce qui permet de maintenir les performances de dissipation.
De plus, du fait que les performances de dissipation peuvent être maintenues, l'augmentation de température dans le dispositif à semiconducteur peut être limitée et, par conséquent, il y a un plus grand choix de matériaux utilisables pour la résine de moulage, et par conséquent il est possible d'utiliser une résine de moulage moins coûteuse, de façon à réduire le coût.
De cette manière, en plaçant la partie de contact de la plaque
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d'électrode de connexion externe 8 pour la connexion à un conducteur externe à une certaine distance d'un bord de la surface supérieure du boîtier en résine 23, il est possible d'obtenir une distance d'isolation suffisante même dans le cas où le boîtier en résine 23 est mince, et il est possible d'atteindre une tenue en tension de plusieurs centaines de volts, ou plus, même pour un dispositif à semiconducteur à travers lequel un courant élevé circule, ce qui fait qu'un changement de température de plusieurs dizaines de degrés Celsius se produit.
Il est souhaitable que le coefficient de dilatation linéaire de la résine de moulage soit proche du coefficient de dilatation linéaire du répartiteur de chaleur 25 afin de limiter le gauchissement du boîtier en résine 23 et, par exemple, dans le cas où le répartiteur de chaleur 25 est en cuivre (Cu), il est souhaitable que le coefficient de dilatation linéaire de la résine de moulage soit approximativement de 16 x 10-6/K.
Bien que la configuration du dispositif à semiconducteur M100 décrit ci-dessus comprenne un élément du type IGBT 1 et un élément du type diode 2, la configuration peut évidemment comprendre un ensemble du même nombre d'éléments du type IGBT 1 et d'éléments du type diode 2, ou bien plusieurs dispositifs à semiconducteur M100 peuvent être rassemblés de façon à former une unité, en les connectant électriquement en parallèle, et peuvent être associés de façon à former l'équivalent d'un seul dispositif à semiconducteur ayant une multiplicité d'éléments IGBT connectés en parallèle. On peut donc aisément obtenir un dispositif à semiconducteur qui correspond à une capacité de courant quelconque.
De plus, on peut utiliser les dispositifs à semiconducteur M100 en les combinant arbitrairement conformément à une application, de façon que dans le cas de l'utilisation pour un onduleur d'un moteur triphasé, six des dispositif à semiconducteur M100 soient utilisés, et par conséquent la productivité peut être augmentée sans augmenter les types de produits.
Les deux plaques d'électrodes de connexion externe 8 sont placées ici sur la surface supérieure du boîtier en résine 23, de façon que les parties de connexion pour la connexion à un conducteur externe soient à nu, et une électrode de fixation de conducteur externe OE, comme représenté sur la figure 5, est connectée au moyen de vis pour la connexion à un conducteur externe, de façon que la connexion à une variété de con-
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ducteurs externes devienne possible, et l'utilisation pour des usages multiples devienne possible.
<A-4. Exemple modifié>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M100 décrit cidessus, on montre une configuration dans laquelle deux plaques d'électrodes de connexion externe 8 sont complètement enterrées dans la résine de moulage, et les parties de connexion pour la connexion à un conducteur externe sont à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine 23, une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M101 représenté sur la figure 6 est possible.
Ainsi, deux plaques d'électrodes de connexion externe 8A ont des formes qui font saillie vers l'extérieur à travers les côtés du boîtier en résine 23, approximativement à partir du milieu du boîtier en résine 23, dans la direction de l'épaisseur du boîtier en résine 23, plus concrètement à partir des positions correspondant à la surface principale supérieure du répartiteur de chaleur 25, et elles sont courbées pour suivre les côtés du boîtier en résine 23 et sont courbées à nouveau à l'endroit auquel elles atteignent la surface supérieure du boîtier en résine 23, pour suivre la surface supérieure.
De cette manière, en faisant en sorte que les deux plaques d'électrodes de connexion externe 8A fassent saillie à travers les côtés du boîtier en résine 23, il devient inutile d'enterrer dans le boîtier en résine 23 les plaques d'électrodes de connexion externe d'une forme compliquée, ce qui procure l'avantage consistant en ce qu'il n'est pas nécessaire de préparer un moule d'une structure compliquée au moment du moulage par transfert.
Il résulte de ceci que la conception du moule et le processus de fabrication deviennent plus aisés, ce qui fait que le coût peut être réduit, des restrictions concernant des installations de production sont réduites et la productivité peut être améliorée.
De plus, du fait que les deux plaques d'électrodes de connexion externe 8A ont des parties qui s'étendent parallèlement au répartiteur de chaleur 25 et des parties qui s'étendent parallèlement à la surface supérieure du boîtier en résine 23, l'inductance qui apparaît au moment de la mise sous tension peut s'annuler dans ces deux parties, ce qui fait que
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l'inductance qui apparaît aux plaques d'électrodes de connexion externe 8A au moment de la mise sous tension peut être réduite.
Ensuite, les pertes de commutation deviennent inférieures à cause de la réduction de l'inductance, et la chaleur dégagée par l'élément du type IGBT 1 est réduite, et il en résulte que le dispositif entier peut être miniaturisé, comme décrit ci-dessus.
La distance minimale entre le radiateur (non représenté) sur lequel le dispositif à semiconducteur M101 est fixé, et les plaques d'électrodes de connexion externe 8A est fixée à une valeur qui n'occasionne pas une décharge par cheminement pour la tension d'alimentation du dispositif à semiconducteur M101, du point de vue selon lequel la tenue en tension de l'isolant est assurée au moment de l'utilisation du dispositif à semiconducteur M101.
<B. Second mode de réalisation préféré> <B-1. Configuration du dispositif>
La figure 5 montre une vue en perspective de la configuration du dispositif à semiconducteur M200 qui est le second mode de réalisation préféré conforme à la présente invention. Sur la figure 7, une partie d'un boîtier en résine 23B est omise pour la commodité, de façon à montrer clairement la configuration interne.
Comme représenté sur la figure 7, la configuration interne du dispositif à semiconducteur M200 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteur M100 qui est décrit en relation avec la figure 1, et les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants et des descriptions répétitives sont omises.
Dans le dispositif à semiconducteur M200, le boîtier en résine 23B n'a pas une forme de parallélépipède simple comme le boîtier en résine 23 représenté sur la figure 1, et il a une forme qui comporte deux parties saillantes d'électrodes 232B sur la surface supérieure de la partie de corps 231B qui correspond au boîtier en résine 23.
Les parties saillantes d'électrodes 232B ont une forme de parallélépipède rectangle et contiennent intérieurement des plaques d'électrodes de connexion externe 8B qui s'étendent à partir de la partie de corps 231 B.
Bien que les plaques d'électrodes de connexion externe 8B
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aient fondamentalement la même forme que les plaques d'électrodes de connexion externe 8 dans le dispositif à semiconducteur M100, elles s'étendent plus loin dans la direction de la hauteur que les plaques d'électrodes de connexion externe 8. Parmi les deux plaques d'électrodes de connexion externe 8B, celle connectée au répartiteur de chaleur 25 est appelée la plaque d'électrode de connexion externe 81 B, et celle connectée électriquement à l'élément du type diode 2 est appelée la plaque d'électrode de connexion externe 82B.
La figure 8 montre une coupe dans la direction longitudinale de la structure du dispositif à semiconducteur M200. Comme représenté sur la figure 8, une extrémité de la plaque d'électrode de connexion externe 81 B est connectée à la surface principale du répartiteur de chaleur 25, tandis que la surface principale de l'autre extrémité est disposée de façon à être à nu sur la surface supérieure de la partie saillante d'électrode 232B.
Bien que la plaque d'électrode de connexion externe 82B ait la même forme que la plaque d'électrode de connexion externe 81B, elle n'est pas connectée électriquement au répartiteur de chaleur 25, et sa partie périphérique est placée au-dessus de la surface principale du répartiteur de chaleur 25.
En plus, les intérieurs des parties saillantes d'électrodes 32B forment des cavités OS de façon à donner une configuration dans laquelle les plaques d'électrodes de connexion externe 8B recouvrent les ouvertures supérieures des cavités OS. Ensuite, des trous traversants 28 sont formés dans les parties à nu des plaques d'électrodes de connexion externe 8B.
<B-2. Processus de fabrication>
On décrira ici en se référant à la figure 9 un processus pour former les parties saillantes d'électrodes 232B. Le boîtier en résine 23B est formé par moulage par transfert, et par conséquent, comme représenté sur la figure 9, on utilise un moule supérieur 51 dans lequel une cavité 511 est formée de façon à concorder avec la forme extérieure des parties saillantes d'électrodes 232B dans la partie qui correspond aux parties saillantes d'électrodes 232B, et un moule inférieur 52 dans lequel une partie convexe 521 est formée de façon à concorder avec la forme
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extérieure des cavités OS.
Ensuite, le cadre de montage auquel le répartiteur de chaleur 25 est connecté est placé entre le moule supérieur 51 et le moule inférieur 52, et on fait entrer dans les moules une résine à l'état fondu, de façon à effectuer l'encapsulation par la résine.
<B-3. Effets fonctionnels>
De cette manière, en faisant en sorte que les plaques d'électrodes de connexion externe 8B fassent saillie à partir de la surface supérieure de la partie de corps 231 B du boîtier en résine 23B, la distance entre le radiateur (non représenté) auquel le dispositif à semiconducteur M200 est fixé, et les parties à nu des plaques d'électrodes de connexion externe 8B, c'est-à-dire la distance d'isolation, peut être suffisamment garantie, et par conséquent il devient possible de fixer la tenue en tension à une valeur plus élevée.
Ensuite, du fait de l'existence des parties saillantes d'électrodes 232B, l'épaisseur de la partie de corps 231 B dans laquelle le répartiteur de chaleur 25 est enterré peut être fixée au minimum, et par conséquent, même lorsqu'un changement de température se produit à cause du dégagement de chaleur au moment de l'utilisation du dispositif, il est possible d'éviter qu'un gauchissement du boîtier en résine 23B entier se produise, et il est possible d'éviter une diminution des effets de dissipation de chaleur à partir du dispositif à semiconducteur vers le radiateur, ce qui fait qu'il est possible d'éviter que la température du dispositif à semiconducteur atteigne ou dépasse la valeur admissible.
De plus, du fait que les intérieurs des parties saillantes d'électrodes 232B sont des cavités OS, en plaçant des conducteurs externes (non représentés) sur les parties à nu des plaques d'électrodes de connexion externe 8B, et en plaçant des écrous (non représentés) dans les cavités OS, les conducteurs externes et les plaques d'électrodes de connexion externe 8B peuvent être connectés avec une faible résistance de contact, en bloquant les conducteurs extérieurs avec des vis (non représentées) et les écrous.
<B-4. Exemple modifié 1>
La figure 10 montre une coupe de la configuration du dispositif
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à semiconducteur M201, à titre d'exemple modifié du dispositif à semiconducteur M200. La configuration du dispositif à semiconducteur M201 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteur M200 qui est décrit en référence aux figures 7 et 8, et les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants et des explications répétitives sont omises.
Le dispositif à semiconducteur M201 diffère du dispositif à semiconducteur M200 par le point consistant en ce que les parties de jonction entre la partie de corps 231 b et les parties saillantes d'électrodes 232B sont des parties ayant des surfaces courbes RP avec une courbure.
En adoptant une telle structure de congé dans le cas où les conducteurs externes et les plaques d'électrodes de connexion externe 8B sont fixés avec des vis dans les parties saillantes d'électrodes 232B, la contrainte occasionnée dans les parties de jonction entre la partie de corps 231 B et les parties saillantes d'électrodes 232B devient faible, même lorsque la vis est serrée avec un couple élevé, de façon à pouvoir supporter le serrage de vis bien que les dimensions des parties saillantes d'électrodes 232B soient faibles, et par conséquent il est possible de miniaturiser le dispositif à semiconducteur.
De plus, pour une raison similaire, il n'est pas nécessaire de faire en sorte que l'épaisseur de la partie de corps 231B soit grande, même dans le cas où un changement de température se produit à cause du dégagement de chaleur au moment de l'utilisation du dispositif, et il est possible d'éviter qu'un gauchissement du boîtier en résine 23B entier se produise, ce qui permet d'éviter une diminution des effets de la dissipation de chaleur à partir du dispositif à semiconducteur vers le radiateur, de façon à pouvoir éviter que la température du dispositif à semiconducteur atteigne ou dépasse la valeur admissible.
De plus, la résistance vis-à-vis du serrage de vis est améliorée et la gestion du couple pour le serrage de vis devient aisée, ce qui rend l'assemblage plus facile.
<B-5. Exemple modifié 2>
La figure 11 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M202, à titre d'exemple modifié du dispositif à semiconducteur M200. La configuration du dispositif à semiconducteur M202
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est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteur M200 qui est décrit en référence aux figures 7 et 8, et les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants et des explications répétitives sont omises. De plus, les parties de jonction entre la partie de corps 231 B et les parties saillantes d'électrodes 232B sont des parties qui ont des surfaces courbes RP, de la même manière que dans le dispositif à semiconducteur M201 qui est décrit en référence à la figure 10.
Le dispositif à semiconducteur M202 a des parties de collets BP formées par une opération de soyage autour des trous traversants 28 formés dans les parties à nu des plaques d'électrode de connexion externe 8B.
Ensuite, des filetages sont formés dans ces parties de collets BP, de façon qu'une fixation par vis devienne possible sans utiliser d'écrous.
Dans ce qui suit, on décrit une opération de soyage en se référant aux figures 12 à 14. Comme représenté sur la figure 12, on forme un trou dans les parties qui deviennent les parties à nu des plaques d'électrodes de connexion externe 8B, en utilisant une presse à poinçonner PO, ou un appareil similaire. A ce moment, en pressant et en rabattant la matière des plaques d'électrodes de connexion externe 8B, au lieu de l'enlever, des parois sont formées autour des trous traversants 28.
Ensuite, comme représenté sur la figure 13, en utilisant un taraud TP pour la formation de filetage, et en formant des filets dans les parties de parois qui restent autour des trous, on obtient les parties de collets BP qui sont filetées, comme représenté sur la figure 14.
<B-6. Exemple modifié 3>
La figure 15 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M203 à titre d'exemple modifié du dispositif à semiconducteur M200. La configuration du dispositif à semiconducteur M203 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteur M200 qui est décrit en référence aux figures 7 et 8, et les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants et des explications répétitives sont omises. De plus, les parties de jonction entre la partie de corps 231 B et les parties saillantes d'électrodes 232B sont des parties ayant des surfaces courbes RP, de la même manière que dans le dispositif à semiconducteur M201 qui est décrit en référence à la figure 10.
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Le dispositif à semiconducteur M203 comprend des écrous 31 du côté de la surface inférieure des parties à nu des plaques d'électrodes de connexion externe 8B, ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire de préparer des écrous au moment où des conducteurs externes sont fixés avec des vis (non représentées) introduites à travers les trous traversants 28, ce qui augmente la commodité d'assemblage.
Les écrous 31 peuvent être connectés par brasage, ou autres, à la surface inférieure des plaques d'électrodes de connexion externe 88B, ou bien ils peuvent être enterrés dans les cavités OS au moment auquel le boîtier en résine 23B est formé par moulage par transfert.
Dans ce qui suit, on décrit en référence à la figure 16 le processus pour enterrer les écrous 31 dans le boîtier en résine 23B.
Comme représenté sur la figure 16, on prépare dans la partie qui correspond aux parties saillantes d'électrodes 232B un moule supérieur 61, dans lequel est formée une cavité 611 qui coïncide avec la forme externe des parties saillantes d'électrodes 232B, et un moule inférieur 62, dans lequel il existe une partie convexe 621 qui coïncide avec la forme externe des cavités OS.
Des doigts 623 d'une forme cylindrique, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du trou de vis des écrous 31, sont placés aux pointes du moule inférieur 62 et de la partie convexe 621, de façon que les écrous 31 soient insérés autour de ces doigts 623. La longueur des doigts 623 est fixée à une longueur telle que les doigts 623 dépassent légèrement au-delà de la surface d'extrémité des écrous 31 dans les conditions dans lesquelles les doigts 623 sont insérés dans les écrous 31.
La partie convexe 621 est la partie sur laquelle un écrou 31 est monté et elle a une base 622 de forme cylindrique dont le diamètre est plus grand que le diamètre du trou de vis de l'écrou 31, et plus petit que le diamètre extérieur de l'écrou.
Au moment du moulage par transfert, le cadre de montage auquel le répartiteur de chaleur 25 est fixé, est placé entre le moule supérieur 61 et le moule inférieur 62, dans la condition dans laquelle le doigt 623 est inséré dans l'écrou 31.
Lorsque le moule supérieur 61 et le moule inférieur 62 sont fermés, l'écrou 31 est fixé en étant placé entre la base 622 et la plaque
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d'électrode de connexion externe 8B, tandis que le doigt 623 qui faisant saillie à partir de la surface extérieure de l'écrou 31 est introduit dans le trou traversant 28 dans la plaque de connexion externe 8B. La longueur du doigt 623 est fixée de façon que la longueur de la partie du doigt 623 qui dépasse au-delà de la surface d'extrémité de l'écrou 31 soit plus courte que l'épaisseur de la plaque d'électrode de connexion externe 8B.
Par conséquent, le doigt 623 est contenu à l'intérieur du trou traversant 28 et ne vient pas en contact avec le moule supérieur 61. En faisant en sorte qu'une résine à l'état fondu s'écoule dans les moules dans cette condition, l'encapsulation par la résine est accomplie.
Du fait que l'écrou 31 est placé entre la base 622 et la plaque d'électrode de connexion externe 8B, la résine de moulage ne peut pas entrer à l'intérieur de l'écrou 31.
De plus, du fait que la surface supérieure de la plaque d'électrode de connexion externe 8B est pressée sur le moule supérieur 61, la résine de moulage ne peut pas recouvrir la surface supérieure de la plaque d'électrode de connexion externe 8B.
Après le durcissement de la résine de moulage injectée, le moule supérieur 61 et le moule inférieur 62 sont ouverts et les doigts 623 sont retirés de l'intérieur des écrous 31, de façon que la surface de bord et le trou traversant des écrous 31 soient à nu.
Du fait que les écrous 31 sont enterrés dans la résine de moulage, il n'est pas nécessaire de fixer les écrous 31 en utilisant des outils au moment de la fixation avec des vis, ce qui fait que le serrage de vis peut être accompli aisément.
<C. Troisième mode de réalisation préféré> <C-1. Configuration du dispositif>
La figure 17 montre une vue en perspective de la configuration du dispositif à semiconducteur M300 à titre de troisième mode de réalisation préféré conforme à l'invention. Sur la figure 17, une partie du boîtier en résine 23C est omise pour la commodité, de façon à montrer clairement la configuration interne.
Comme représenté sur la figure 17, le dispositif à semiconducteur M300 illustre un circuit de pont triphasé qui a six éléments du type IGBT et six éléments du type diode.
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Le dispositif à semiconducteur M300 a trois répartiteurs de chaleur 251 sur lesquels l'un des six éléments du type IGBT et l'un des six éléments du type diode sont placés, ainsi qu'un répartiteur de chaleur 252 sur lequel trois des six éléments du type IGBT et trois des six éléments du type diode sont placés. Les répartiteurs de chaleur 251 et 252 ont tous une forme rectangulaire et les répartiteurs de chaleur 251 sont disposés parallèlement, de façon que les côtés les plus courts soient alignés, tandis que le répartiteur de chaleur 252 a approximativement la même taille que les répartiteurs de chaleur 251 ainsi disposés, et il est disposé de façon que ses côtés les plus longs soient parallèles aux répartiteurs de chaleur 251 alignés.
De plus, le dispositif à semiconducteur M300 a une plaque conductrice 26 entre les répartiteurs de chaleur 251 ainsi disposés, et le répartiteur de chaleur 252.
Dans ces conditions, les éléments du type IGBT et les éléments du type diode qui sont disposés sur le répartiteur de chaleur 251 sont appelés éléments du type IGBT 1 P et éléments du type diode 2P, tandis que les éléments du type IGBT et les éléments du type diode qui sont placés sur le répartiteur de chaleur 252 sont appelés éléments IGBT du type 1 N et éléments du type diode 2N.
Sur la surface principale de chaque répartiteur de chaleur 251, un bloc de bornes relais 20P est placé à l'extérieur de l'élément du type IGBT 1, et le bloc de bornes relais 20P, l'élément du type IGBT 1P et l'élément du type diode 2P sont alignés. Ensuite, une plaque d'électrode de connexion externe 8 est connectée à l'extérieur du bloc de bornes relais 20P. La plaque d'électrode de connexion externe 8 connectée à chacun des répartiteurs de chaleur 251 est différenciée ici pour la commodité en ajoutant, dans l'ordre à partir de la gauche, les symboles 8U, 8V et 8W.
De plus, sur la surface principale du répartiteur de chaleur 252, trois paires des éléments du type IGBT 1 N et des éléments du type diode 2N qui sont alignés, sont disposées avec des intervalles de façon à être parallèles aux côtés courts du répartiteur de chaleur 252.
Ensuite, un bloc de bornes relais 20N est placé à l'extérieur de chacun des éléments du type IGBT 1 N.
De plus, une plaque d'électrode de connexion externe 8N est
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connectée à la partie périphérique de l'un des côtés courts du répartiteur de chaleur 252. Une plaque d'électrode de connexion externe 8P est connectée ici à la partie périphérique de l'un des côtés courts de la plaque conductrice 26 de façon que les plaques d'électrodes de connexion externe 8N et 8P soient parallèles. Les plaques d'électrodes de connexion externe 8N et 8P sont désignées par le terme général de plaque d'électrode de connexion externe 8.
Une multiplicité de fils d'aluminium WR établissent une connexion électrique entre l'élément du type IGBT 1 P et l'élément du type diode 2P, entre l'élément du type IGBT 1 P et le bloc de bornes relais 20P, entre l'élément du type diode 2P et l'élément conducteur 26, entre l'élément du type IGBT 1 N et l'élément du type diode 2N, entre l'élément du type IGBT 1 N et le bloc de bornes relais 20N et entre l'élément du type diode 2N et chacun des répartiteurs de chaleur 251.
Ensuite, le boîtier en résine 23C a une forme ayant cinq parties saillantes d'électrodes 232C sur la surface supérieure de la partie de corps 231C ayant une forme de parallélépipède, comme le boîtier en résine 23B représenté sur la figure 7 à partir duquel cinq plaques d'électrodes de connexion externe 8 font respectivement saillie.
Ensuite, on montrera la configuration du circuit de pont triphasé en se référant à la figure 18. Comme représenté sur la figure 18, trois paires d'éléments du type IGBT 2P et 2N sont connectées en une configuration en totem entre des conducteurs P-N (les bornes d'entrée respectives deviennent 8P et 8N) devenant un conducteur d'alimentation. Les bornes d'entrée 8P et 8N deviennent ici les plaques d'électrodes de connexion externe 8P et 8N représentées sur la figure 17.
Chacun des points de connexion des éléments du type IGBT qui sont respectivement connectés en une configuration en totem, est connecté à une charge qui n'est pas représentée. Ici, ces points de connexion deviennent respectivement les bornes de sortie de la phase U, de la phase V et de la phase W, qui deviennent les plaques d'électrodes de connexion externe 8U, 8V et 8W représentées sur la figure 17.
De plus, des diodes de roue libre 2P et 2N sont respectivement connectées en parallèle et en inverse à chacun des éléments du type IGBT 1 P et 1 N.
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<C-2. Procédé de fabrication>
On décrira ensuite un processus pour le dispositif à semiconducteur M300 en se référant à la figure 19.
Premièrement, l'élément du type IGBT 1 P, l'élément du type diode 2P et le bloc de bornes relais 20P sont connectés à chacun des trois répartiteurs de chaleur 251 par brasage, et l'élément du type IGBT 1 N, l'élément du type diode 2N et le bloc de bornes relais 20N sont connectés au répartiteur de chaleur 252 par brasage.
De plus, les plaques d'électrodes de connexion externe 8U, 8V et 8W sont respectivement connectées par brasage aux trois répartiteurs de chaleur 251, et la plaque d'électrode de connexion externe 8N est connectée au répartiteur de chaleur 252 par brasage et la plaque d'électrode de connexion externe 8P est connectée à la plaque conductrice par brasage. De plus, des fils d'aluminium WR sont soudés à chaque composant de façon à connecter électriquement les composants les uns aux autres.
Chacune des plaques d'électrodes de connexion externe 8 est formée en une seule pièce dans le cadre de montage (non représenté) entourant les répartiteurs de chaleur 251 et 252, et le cadre de montage, les répartiteurs de chaleur 251,252 et la plaque conductrice 26 sont intégrés en connectant chacune des plaques d'électrodes de connexion externe 8 aux répartiteurs de chaleur 251,252 et à la plaque conductrice 26.
Le cadre de montage est placé dans un moule pour le moulage par transfert dans cette condition, et une résine à l'état fondu est introduite à l'intérieur du moule de façon à accomplir l'encapsulation par la résine. La figure 18 montre une coupe selon la ligne B-B de la figure 17, représentant le cadre de montage dans la condition dans laquelle il est placé dans le moule.
Comme représenté sur la figure 19, le moule pour le moulage par transfert est constitué d'un moule supérieur 71 et d'un moule inférieur 72, le moule supérieur 71 ayant une cavité 711 qui coïncide avec la forme externe de la partie saillante d'électrode 232C, et le moule inférieur 72 ayant une partie convexe 721 qui coïncide avec la forme externe de la cavité à l'intérieur de la partie saillante d'électrode 232 dans la partie correspondant à la partie saillante d'électrode 232C.
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En outre, une multiplicité de trous traversants 723 sont formés dans les parties qui correspondent aux répartiteurs de chaleur 251,252 et à la plaque conductrice 26 dans le moule inférieur 72, et des doigts mobiles MP qui peuvent être insérés à partir de l'extérieur et retirés vers l'extérieur, sont insérés dans les trous traversants 723. Du fait que les doigts mobiles MP supportent temporairement les répartiteurs de chaleur 251,252 et la plaque conductrice 226, leur diamètre peut être approximativement de 1 mm à 2 mm, et le trou traversant 723 a la même taille.
Dans la condition dans laquelle les répartiteurs de chaleur 251, 252 et la plaque conductrice 26 sont placés dans la cavité définie par le moule supérieur 71 et le moule inférieur 72, les répartiteurs de chaleur 251,252 et la plaque conductrice 26 sont supportés par les doigts mobiles MP qui viennent en contact avec leur surface inférieure, et il sont également supportés par chacune des plaques d'électrodes de connexion externe 8, de façon à être maintenus avec sûreté.
Un trou traversant est formé dans le cadre de montage, qui n'est pas représenté, pour le positionnement, et la position est fixée en introduisant un doigt de positionnement (non représenté) dans le trou traversant.
Ensuite, une résine de moulage par injection est injectée dans la cavité de façon à obtenir la condition dans laquelle les répartiteurs de chaleur 251,252 et la plaque conductrice 26 sont maintenus par la résine de moulage, et ensuite les doigts mobiles MP sont retirés vers le bas jusqu'à ce que les extrémités libres des doigts mobiles MP atteignent la même position que la surface de paroi intérieure du moule inférieur 72. La résine de moulage s'écoule à l'intérieur des espaces desquels les doigts mobiles MP ont été retirés, de façon qu'une couche de résine sans aucune discontinuité soit formée dans les parties inférieures des répartiteurs de chaleur 251,252 et de la plaque conductrice 26.
Après ceci, le moule est enlevé et chacune des plaques d'électrodes de connexion externe 8 est séparée du cadre de montage, et de cette manière, on peut obtenir le dispositif à semiconducteur M300 qui est enveloppé par le boîtier en résine 23C.
<C-3. Effets fonctionnels>
Dans le dispositif à semiconducteur M300 décrit ci-dessus, un
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circuit de pont triphasé formé d'une multiplicité d'éléments du type IGBT et d'éléments du type diode est conditionné de façon à être très facilement portable, et l'aire du dispositif peut être réduite en donnant une faible dimension aux intervalles entre les répartiteurs de chaleur adjacents, en comparaison avec le cas dans lequel une multiplicité de dispositifs à semiconducteur indépendants, comme représenté sur la figure 1, sont combinés, ce qui permet d'obtenir la miniaturisation, la diminution de poids et la réduction de coût.
<C-4. Exemple modifié>
Comme pour la configuration dans laquelle un circuit de pont triphasé formé d'une multiplicité d'éléments du type IGBT et d'éléments du type diode est monté en boîtier, on peut obtenir une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M301 représenté sur la figure 20.
Ainsi, le dispositif à semiconducteur M301 correspond à une configuration dans laquelle six dispositifs à semiconducteurs M200 représentés sur la figure 7 sont disposés d'une manière alternée, de façon que les côtés longs soient mutuellement parallèles, et il peut être miniaturisé en intégrant le boîtier en résine 23B.
De plus, dans le cas où on adopte une telle configuration, il est possible de réduite l'aire d'une boucle de circuit (chemin représenté par une flèche sur la figure 20) formée d'un chemin de courant partant de la plaque d'électrode de connexion externe 82B et allant jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 81 B en passant par le fil d'aluminium WR, l'élément du type IGBT 1 et le répartiteur de chaleur 25, plus un conducteur externe, qui n'est pas représenté, qui établit une connexion entre la plaque d'électrode de connexion externe 81 B et la plaque d'électrode de connexion externe 82B adjacente et, en outre, d'un chemin de courant partant de la plaque d'électrode de connexion externe 82B adjacente et allant jusqu'à la plaque d'électrode de connexion externe 81B en passant par le fil d'aluminium WR, l'élément du type IGBT 1 et le répartiteur de chaleur 25, ce qui fait que la quantité de chaleur dégagée par le dispositif à semiconducteur M301 peut être réduite et, de ce fait, l'aire du répartiteur de chaleur 25 peut être réduite, ce qui permet d'atteindre la miniaturisation, la réduction de poids et la réduction de coût du dispositif entier.
Pour utiliser le dispositif à semiconducteur M301 comme un cir-
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cuit de pont triphasé, les plaques d'électrodes de connexion externe 82B et les plaques d'électrodes de connexion externe 81 B sont ici connectées respectivement en parallèle en utilisant un conducteur externe.
<D. Quatrième mode de réalisation préféré> <D-1. Configuration du dispositif>
La figure 21 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M400 à titre de quatrième mode de réalisation préféré conforme à la présente invention. Sur la figure 21, les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants que dans le dispositif à semiconducteur M200 décrit en référence à la figure 7, et des descriptions répétitives sont omises.
Comme représenté sur la figure 21, le dispositif à semiconducteur M400 a un substrat de circuit de commande 17 à la place du bloc de bornes relais 20 entre l'élément du type IGBT 1 et la plaque d'électrode de connexion externe 81 B sur la surface principale du répartiteur de chaleur 25. Dans le substrat de circuit de commande 17, un motif conducteur prédéterminé est formé sur la surface principale d'un substrat isolant et un circuit de commande 40 est connecté électriquement à ce motif conducteur.
Le circuit de commande 40 est monté en boîtier avec une multiplicité de conducteurs. Ensuite, certains des conducteurs sont connectés électriquement à l'élément du type IGBT 1 par l'intermédiaire du motif conducteur décrit ci-dessus, et certains autres conducteurs font saillie vers l'extérieur à partir du boîtier en résine 23B, sous la forme d'un groupe de bornes de broches relais 41.
<D-2. Effets fonctionnels>
Le circuit de commande 40 est un circuit qui commande l'opération de commutation du dispositif du type IGBT 1, et en plaçant ce circuit de commande 40 au voisinage de l'élément du type IGBT 1, il est possible de réduire l'aire de la boucle de fil de commande formée entre le circuit de commande 40 et l'élément du type IGBT 1, en comparaison avec le cas dans lequel elle est formée à l'extérieur du dispositif à semiconducteur.
La figure 22 montre la boucle de fil de commande décrite cidessus. Sur la figure 22, la grille du dispositif du type IGBT 1 est con-
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nectée à l'un des conducteurs 42 du circuit de commande 40, et l'émetteur de l'élément du type IGBT 1 est également connecté à l'un des conducteurs 42 du circuit de commande 40.
Ainsi, une boucle de fil est formée par la grille et l'émetteur de l'élément du type IGBT 1 et par le circuit de commande 40.
Du bruit électromagnétique apparaît non seulement à cause de l'élément du type IGBT 1, mais également à cause d'une variété de types d'éléments de commutation, lorsqu'ils sont actionnés dans un mode de passage à l'état conducteur ou à l'état bloqué. Le bruit électromagnétique devient plus grand en proportion du courant principal qui circule à travers l'élément, et lorsque ce type de bruit électromagnétique traverse la boucle de fil de commande décrite ci-dessus, une fluctuation de tension apparaît dans le signal de commande. Lorsque cette fluctuation de tension dépasse le seuil opérationnel d'un élément de commutation, un fonctionnement défectueux se produit.
Cependant, en plaçant le circuit de commande 40 au voisinage de l'élément du type IGBT 1, il est possible de réduire l'aire de la boucle de fil de commande formée entre le circuit de commande 40 et l'élément du type IGBT 1, ce qui permet d'éviter l'apparition d'une fluctuation de tension dans le signal de commande, même dans le cas où un niveau élevé de bruit électromagnétique apparaît dans l'élément de commutation pour un courant fort, ce qui est l'objectif de la présente invention.
De plus, en incorporant le circuit de commande 40, il devient inutile d'établir séparément un substrat de circuit de commande à l'extérieur du dispositif, et la manipulation du dispositif devient aisée.
<D-3. Exemple modifié 1>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M400 décrit cidessus, on montre une configuration dans laquelle certains des conducteurs 42 du circuit de commande font saillie à l'extérieur à partir du boîtier en résine 23B sous la forme d'un groupe de bornes de broches relais 41, la longueur des conducteurs n'est pas aussi longue que ceci dans un boîtier de semiconducteur de type général. Par conséquent, il est nécessaire de fabriquer le dispositif à semiconducteur sur la base d'une spécification spéciale afin d'obtenir une configuration telle qu'un circuit de commande 40, et dans le cas où on adopte une configuration telle que celle du dis-
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postif à semiconducteur M401 représenté sur la figure 23, on peut utiliser un circuit de commande dans la condition d'une puce de semiconducteur qui n'est pas montée en boîtier.
Autrement dit, le dispositif à semiconducteur M401 a un substrat de circuit de commande 17 entre l'élément du type IGBT 1 et le bloc de bornes relais 20 sur la surface principale du répartiteur de chaleur 25, et un circuit de commande 40A est connecté électriquement au motif conducteur sur le substrat de circuit de commande 17.
Le circuit de commande 40A est dans la condition d'une puce de semiconducteur qui n'est pas montée en boîtier. Ensuite, le circuit de commande 40A est connecté électriquement à l'élément du type IGBT 1 au moyen du motif conducteur décrit ci-dessus, et il est également connecté électriquement au groupe de plaques de bornes relais 21 du bloc de bornes relais 20, de façon à être connecté à l'extérieur par l'intermédiaire du groupe de bornes de broches relais 22.
Le circuit de commande 40A et le motif conducteur sur le substrat de circuit de commande 17 sont connectés électriquement par un fil d'or AW et le circuit de commande 40A est recouvert par une résine de recouvrement 30 en une forme de dôme pour être protégé contre la pression de la résine de moulage au moment de l'encapsulation du fil d'or AW.
Autrement dit, pour former le boîtier en résine 23B, on fait couler une résine de moulage à l'intérieur d'un moule pour le moulage par transfert, et on adopte un procédé selon lequel la résine de moulage utilisée ici est mélangée avec une poudre fine de silice afin d'augmenter la chaleur, la viscosité devenant d'autant plus grande que la teneur en silice est élevée. De plus, pour faire en sorte que le coefficient de dilatation thermique de la résine de moulage soit proche de celui du répartiteur de chaleur 25, il est nécessaire d'augmenter la teneur en silice, ce qui donne une viscosité élevée.
Dans ces conditions, bien qu'on utilise un fil d'aluminium WR relativement épais pour chaque connexion entre les composants sur le répartiteur de chaleur 25, de façon à éviter un gauchissement ou une flexion même lorsque le fil reçoit une pression exercée par la résine de moulage, le fil d'or AW est plus mince que le fil d'aluminium WR et est plus malléable, ce qui fait qu'il y a une possibilité de gauchissement, de
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flexion ou, dans certains cas, de rupture sous l'effet de la pression au moment de l'introduction de la résine de moulage dont la viscosité est élevée.
Par conséquent, dans le dispositif à semiconducteur M401, le circuit de commande 40A est recouvert par la résine de recouvrement 30 et les fils d'or AW sont ainsi protégés.
Du point de vue de la prévention de la déformation et de l'endommagement des fils d'or AW au moment de la manipulation, il est préférable ici d'effectuer le soudage de fil pour les fils d'or AW et la formation de la résine de recouvrement 30 avant le montage du substrat de circuit de commande 17 sur le répartiteur de chaleur 25.
De plus, il est nécessaire que le matériau de la résine de recouvrement 30 ait une viscosité inférieure à celle de la résine de moulage du boîtier en résine 23B, et ne se déforme pas, même au moment du moulage par transfert, et il est préférable d'utiliser une résine du type thermodurcissable dont la température de transition vitreuse est de 200 C, ou plus, qui est la température de l'environnement au moment du moulage par transfert, et, plus concrètement, on utilise une résine à base d'époxyde ou une résine à base de polyimide. On peut utiliser ici une structure dans laquelle un chapeau en métal remplit la fonction d'un élément de recouvrement, au lieu d'une résine.
De plus, la résine de recouvrement 30 ne doit pas nécessairement être formée avec une forme de dôme mais, à la place, un barrage peut par exemple être établi autour du circuit de commande 40A, de façon à remplir l'intérieur du barrage avec une résine.
De plus, dans le cas où on utilise des fils d'aluminium au lieu de fils d'or AW, il est effectif d'utiliser la résine de recouvrement 30.
Bien que le substrat de circuit de commande 17 soit placé ici sur le répartiteur de chaleur 25, il est préférable que la chaleur provenant du répartiteur de chaleur 25 ne soit pas transmise au circuit de commande 40A, du point de vue du maintien de la fiabilité du circuit de commande 40A pendant une longue durée. Par conséquent, une saillie est formée à la position à laquelle le substrat de circuit de commande 17 est monté sur le répartiteur de chaleur 25, de façon qu'un espace de plusieurs centaines de micromètres soit formé entre le répartiteur de chaleur 25 et le substrat
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de circuit de commande 17, afin d'augmenter la résistance thermique entre le répartiteur de chaleur 25 et le substrat de circuit de commande 17 et, de cette manière, la température du circuit de commande 40A est maintenue à un niveau bas.
La résine de moulage est évidemment introduite ici dans l'espace entre le répartiteur de chaleur 25 et le substrat de circuit de commande 17, et une saillie peut évidemment être formée sur le substrat de circuit de commande 17 au lieu d'être formée sur le répartiteur de chaleur 25.
<D-4. Exemple modifié 2>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M401 décrit cidessus, on montre une configuration dans laquelle seul le circuit de commande 40A est placé sur le substrat de circuit de commande 17, et le bloc de bornes relais 20 est placé sur le répartiteur de chaleur 25, on peut utiliser une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M402 représenté sur la figure 24, dans laquelle le bloc de bornes relais 20 est également placé sur le substrat de circuit de commande 17.
<E. Cinquième mode de réalisation préféré> <E-1. Configuration du dispositif>
La figure 25 montre une coupe de la configuration du dispositif à semiconducteur M500, à titre de cinquième mode de réalisation conforme à la présente invention. Sur la figure 25, les mêmes symboles sont associés aux mêmes composants que dans le dispositif à semiconducteur M200 décrit en référence à la figure 7, et des descriptions répétitives sont omises.
Comme représenté sur la figure 25, dans le dispositif à semiconducteur M500 la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25 est à nu à la surface inférieure du boîtier en résine 23B. Ensuite, une couche isolante 91 est formée sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B, de façon à recouvrir le répartiteur de chaleur 25 à nu.
En ce qui concerne la couche isolante 91, on utilise un adhésif, par exemple, appliqué sur la surface d'une feuille d'une matière isolante, telle qu'une résine de silicone, et on la fait adhérer sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B.
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Du fait que la résine de silicone d'une épaisseur d'environ 500 m peut procurer une tenue en tension de plusieurs kilovolts, l'isolation du dispositif à semiconducteur M500 est établie en utilisant une résine de silicone d'une épaisseur qui permet d'atteindre la tenue en tension désirée, même dans le cas où le dispositif à semiconducteur M500 est monté sur un radiateur, qui n'est pas représenté.
Pour éviter une décharge à l'interface entre le boîtier en résine 23B et la feuille de résine de silicone, il est souhaitable ici de faire adhérer une feuille de résine de silicone dont l'étendue est plus grande que l'étendue du répartiteur de chaleur 25.
<E-2. Effets fonctionnels>
Il existe un problème technique dans le moulage par transfert dans le cas où un interstice d'environ quelques centaines de micromètres est formé entre la partie inférieure du répartiteur de chaleur 25 et le moule, pour qu'une résine de moulage soit introduite dans l'interstice sans laisser un espace.
En effet, il y a un interstice de quelques millimètres, ou plus, entre la partie supérieure du répartiteur de chaleur 25 et le moule, en comparaison avec l'espace d'environ quelques centaines de micromètres entre la partie inférieure du répartiteur de chaleur 25 et le moule. Par conséquent, la vitesse d'écoulement de la résine de moulage le long de la partie supérieure du répartiteur de chaleur 25 est plus rapide que la vitesse d'écoulement le long de la partie inférieure, ce qui occasionne un phénomène selon lequel la résine de moulage traverse l'interstice dans la partie supérieure du répartiteur de chaleur 25 et entre dans l'interstice dans la partie inférieure.
Il résulte de ceci que la résine de moulage s'écoule dans l'interstice dans la partie inférieure du répartiteur de chaleur 25 en passant par différents chemins, de façon à former une région qu'on appelle une soudure dans la partie dans laquelle ils viennent mutuellement en contact.
Dans ce cas, il y a une possibilité de formation d'un vide dans la soudure, ce qui devient la cause de l'incapacité à maintenir une tenue en tension prédéterminée, et il apparaît un problème consistant en ce que la productivité est diminuée.
Au contraire, en mettant à nu la surface inférieure du répartiteur
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de chaleur 25 à la surface inférieure du boîtier en résine 23B où la couche isolante 91 est formée, le problème décrit ci-dessus n'apparaît pas et la productivité peut être améliorée.
<E-3. Exemple modifié 1>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M500 décrit cidessus, on montre une configuration dans laquelle la couche isolante 91 est formée sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B, on peut utiliser une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M501 représenté sur la figure 26.
Autrement dit, le boîtier en résine 23B a une région de marche SP dont la surface de fond s'étend sur une région légèrement plus large que l'étendue du répartiteur de chaleur 25, et la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25 est à nu dans cette région de marche SP. Ensuite, la hauteur de la région de marche SP est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante 91, c'est-à-dire l'épaisseur de la feuille isolante.
Par conséquent, lorsque la couche isolante 91 est placée à l'intérieur de la région de marche SP, la surface principale de la couche isolante 91 dépasse hors de la région de marche SP, et la couche isolante 91 est comprimée de façon que son épaisseur devienne égale à la hauteur de la région de marche SP, en fixant le boîtier en résine 23B, autour de la région de marche SP, sur un radiateur, qui n'est pas représenté, jusqu'à ce qu'un contact complet soit établi sur le radiateur, avec des vis, ou autres, au moment auquel le dispositif à semiconducteur M501 est fixé sur le radiateur.
Ainsi, en fixant la hauteur de la région de marche SP égale à l'épaisseur minimale de la feuille isolante pour garantir l'isolation, et en serrant les vis jusqu'à ce que le boîtier en résine 23B vienne complètement en contact avec le radiateur, il est possible d'éviter que la feuille isolante devienne plus mince que l'épaisseur minimale, à cause d'un défaut d'uniformité de serrage, et il devient inutile d'inclure une marge supplémentaire sur l'épaisseur de la feuille isolante, afin d'augmenter la dissipation.
Dans ces conditions, du fait que la dissipation est augmentée, l'aire de la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25 ne doit pas nécessairement être augmentée, ce qui permet d'éviter une augmentation de
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la taille du dispositif.
<E-4. Exemple modifié 2>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M500 on montre une configuration dans laquelle une couche isolante 91 est placée sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B, on peut utiliser une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M502 représenté sur la figure 27.
Ainsi, sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B, il existe une multiplicité de parties en saillie NP qui sont établies de façon à entourer la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25, et la couche isolante 91, c'est-à-dire la feuille isolante, est disposée de façon à recouvrir la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25 dans la région entourée par la multiplicité de parties en saillie NP. De plus, la hauteur des parties en saillie NP est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante 91, c'est-àdire l'épaisseur de la feuille isolante.
Par conséquent, lorsque la couche isolante 91 est placée dans la région entourée par les parties en saillie NP, la surface principale de la couche isolante 91 dépasse au-delà des extrémités libres des parties en saillie NP, et la couche isolante 91 est comprimée de façon que son épaisseur devienne égale à la hauteur des parties en saillie NP, en serrant des vis, ou autres, jusqu'à ce que les extrémités libres des parties en saillie NP viennent complètement en contact avec un radiateur, qui n'est pas représenté, au moment auquel le dispositif à semiconducteur M502 est fixé au radiateur.
Ainsi, en fixant la hauteur des parties en saillie NP égale à l'épaisseur minimale de la feuille isolante qui garantit l'isolation, et en serrant des vis jusqu'à ce que les parties en saillie NP viennent complètement en contact avec le radiateur, il est possible d'éviter que la feuille isolante devienne plus mince que l'épaisseur minimale à cause d'un défaut d'uniformité de serrage, et il devient inutile d'inclure une marge supplémentaire sur l'épaisseur de la feuille isolante, pour augmenter la dissipation.
Dans ces conditions, du fait que la dissipation augmente, il n'est pas nécessaire d'augmenter l'aire de la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25, ce qui permet d'éviter une augmentation de la taille du dispositif.
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Les parties en saillie NP peuvent ici être des cylindres dont le diamètre est approximativement de 2 mm, et quatre à six d'entre eux peuvent être disposés de chaque côté du répartiteur de chaleur 25. De plus, les parties en saillie NP peuvent être formées en une seule pièce avec le boîtier en résine 23B.
<E-5. Exemple modifié 3>
Bien que dans le dispositif à semiconducteur M500 on montre une configuration dans laquelle la couche isolante 91 est disposée sur la surface inférieure du boîtier en résine 23B, on peut utiliser une configuration telle que celle du dispositif à semiconducteur M503 représenté sur la figure 28.
Ainsi, le boîtier en résine 23B comporte une région de marche SP dont la surface de fond s'étend sur une région légèrement plus large que l'étendue du répartiteur de chaleur 25, et la surface inférieure du répartiteur de chaleur 25 est à nu dans cette région de marche SP. De plus, la hauteur de la région de marche SP est légèrement inférieure à l'épaisseur de la couche isolante 91.
La couche isolante 91 peut être formée ici en faisant adhérer la feuille isolante décrite ci-dessus, et elle peut être formée en utilisant un procédé dans lequel une quantité prédéterminée de résine isolante est appliquée par impression, et une plaque de dissipation BS est pressée sur la résine isolante, de façon que la résine isolante soit étalée avec une épaisseur uniforme. En accomplissant ce processus dans un environnement à basse pression, on peut éviter l'apparition d'un vide dans la couche isolante 91.
L'application de résine est effectuée à l'aide d'un moyen d'impression pour fournir une résine isolante à l'état fondu à une région désirée et pour étaler la résine en utilisant une spatule, ou autres, et dans le dispositif à semiconducteur M503, la hauteur de la région de marche SP est fixée égale à l'épaisseur minimale de la couche isolante 91 et la résine isolante est étalée à un degré auquel son épaisseur dépasse légèrement la hauteur de la région de marche SP, et la résine isolante est étalée davantage pour devenir uniforme en étant pressée par la plaque de dissipation BS et, en même temps, la couche isolante 91 vient en contact de façon sûre avec la plaque de dissipation BS.
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Ici, en plus du fait qu'elle étale la résine isolante, la plaque de dissipation BS peut également augmenter la dissipation, du fait que l'aire de contact avec le radiateur augmente par l'incorporation de la plaque de dissipation BS dont l'aire est plus grande que celle du répartiteur de chaleur 25.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS 1. Dispositif à semiconducteur comprenant : substrat de dis- sipation (25) ; des éléments à semiconducteur (1,2) montés sur le subs- trat de dissipation ; unemultiplicité de plaques d'électrodes principales (8, 8B) dont une première extrémité est respectivement connectée électri- quement à une électrode principale des éléments à semiconducteur ; un boîtier en résine (23, 23B) pour encapsuler dans une résine le substrat de dissipation, les éléments à semiconducteur et la multiplicité de plaques d'électrodes principales, caractérisé en ce que la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu à l'extérieur de la surface supérieure du boîtier en résine ; en ce que le boîtier en résine est formé en une seule pièce par moulage.
  2. 2. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier en résine (23) a une forme de parallélépipède; et une surface principale de la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales (8) seule est à nu sur la surface supérieure du boîtier en résine.
  3. 3. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position de la surface principale à laquelle l'autre extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales (8) est à nu, est une position proche d'un centre de la surface supérieure du boîtier en résine.
  4. 4. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier en résine (23) à une partie de corps (231 B) ayant une forme de parallélépipède et une multiplicité de parties d'électrodes en saillie (232B) qui, respectivement, font saillie à partir de la surface supérieure de la partie de corps et contiennent à l'intérieur la multiplicité de plaques d'électrodes principales ; etla surface principale de la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales seule est à nu sur la surface supérieure de chacune de la multiplicité de parties d'électrodes en saillie.
  5. 5. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la multiplicité de parties d'électrodes en saillie sont formées de façon que les parties de jonction entre la multiplicité de parties d'électrodes en saillie et la partie de corps aient des surfaces courbes.
    <Desc/Clms Page number 47>
  6. 6. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la multiplicité de parties d'électrodes en saillie sont disposées dans des parties périphériques de la partie de corps et ont des cavités (OS) à l'intérieur d'elles; et la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est disposée de façon à recouvrir le haut de chacune de ces cavités.
  7. 7. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales comporte un trou traversant (28) ; et ce trou traversant a un filetage à sa surface intérieure.
  8. 8. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le trou traversant est formé par une opération de soyage; et le filetage est formé, par l'opération de soyage, sur une partie de collet (BP) qui fait saillie du côté de la cavité.
  9. 9. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de pla- ques d'électrodes principales a un trou traversant ; etla multiplicité de parties d'électrodes en saillie ont en outre des écrous noyés à l'intérieur, de façon que le filetage de chacun des écrous soit relié à celui du trou traversant.
  10. 10. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de commande (40,40A) qui est placé sur le substrat de dissipation et qui accomplit une commande d'attaque des éléments à semiconducteur.
  11. 11. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit de commande est recouvert par une résine dont la viscosité est inférieure à celle de la résine de moulage du boîtier en résine.
  12. 12. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface inférieure du substrat de dissipation, qui est le côté opposé à la surface sur laquelle les éléments à semiconducteur sont montés, est à nu à la surface inférieure du boîtier en résine ; etle dispositif à semiconducteur comprend en outre une couche isolante (91) placée du côté de la surface inférieure du boîtier en résine de façon à, au moins, recouvrir complètement la surface intérieure du substrat de
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    dissipation.
  13. 13. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche isolante est formée d'un matériau isolant sous une forme de feuille fixé à la surface inférieure du boîtier en résine.
  14. 14. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface inférieure du boîtier en résine a une région de marche (SP) qui est en retrait et correspond à la région de mise à nu de la surface inférieure du substrat de dissipation ; etla profondeur de la région de marche est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante.
  15. 15. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface inférieure du boîtier en résine comporte une multiplicité de parties en saillie (NP) qui sont disposées de façon à entourer la région de mise à nu de la surface inférieure du substrat de dissipation ; et la hauteur de cette multiplicité de parties en saillie est inférieure à l'épaisseur de la couche isolante.
  16. 16. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une plaque de dissipation (BS) qui est en contact intime avec la couche isolante et dont l'étendue est plus large que celle de la couche isolante.
  17. 17. Dispositif à semiconducteur comprenant : une multiplicité de substrats de dissipation (25,251, 252); des éléments à semiconducteur (1,2) respectivement disposés sur la multiplicité de substrats de dissipation ; une multiplicité de plaques d'électrodes principales (8) dont une première extrémité est respectivement connectée électriquement à une électrode principale de chacun des éléments à semiconducteur ; un boî- tier en résine (23C) pour encapsuler dans une résine la multiplicité de substrats de dissipation, les éléments à semiconducteur et la multiplicité de plaques d'électrodes principales; caractérisé en ce que la seconde extrémité de chacune de la multiplicité de plaques d'électrodes principales est à nu à l'extérieur de la surface supérieure du boîtier en résine ; en ce que le boîtier en résine est formé en une seule pièce par moulage.
  18. 18. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 17, caractérisé en ce que les substrats de la multiplicité de substrats de dissipation (25) ont tous une même forme rectangulaire et sont disposés de façon que leurs côtés longs soient mutuellement parallèles.
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