JP2000332196A - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
- Publication number
- JP2000332196A JP2000332196A JP2000136431A JP2000136431A JP2000332196A JP 2000332196 A JP2000332196 A JP 2000332196A JP 2000136431 A JP2000136431 A JP 2000136431A JP 2000136431 A JP2000136431 A JP 2000136431A JP 2000332196 A JP2000332196 A JP 2000332196A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor module
- metal layer
- edges
- module according
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/13—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/60—Protection against electrostatic charges or discharges, e.g. Faraday shields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
- H01L2924/15155—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device the shape of the recess being other than a cuboid
- H01L2924/15157—Top view
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/15165—Monolayer substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0254—High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
- H05K1/0257—Overvoltage protection
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
- H05K1/183—Components mounted in and supported by recessed areas of the printed circuit board
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09009—Substrate related
- H05K2201/09036—Recesses or grooves in insulating substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
- H05K2201/098—Special shape of the cross-section of conductors, e.g. very thick plated conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 改善された誘電強度を有し、導入部で述べら
れたタイプの半導体モジュールを供給する。 【解決手段】 ベースエレメント(2)と、該ベースエ
レメント(2)に配置された少なくとも1つの絶縁エレ
メント(3)とを有する半導体モジュールの場合には、
前記絶縁エレメントが2つの反対側面に金属層(4,
5)を供給され、前記絶縁エレメント(3)に配置され
た少なくとも1つの半導体エレメント(6)を有し、前
記金属層(4,5)の少なくとも1つは湾曲されて設計
されている。その結果として、端部領域の過度の場の増
加を最小にし、前記半導体モジュールの誘電強度を増加
させることができる。
れたタイプの半導体モジュールを供給する。 【解決手段】 ベースエレメント(2)と、該ベースエ
レメント(2)に配置された少なくとも1つの絶縁エレ
メント(3)とを有する半導体モジュールの場合には、
前記絶縁エレメントが2つの反対側面に金属層(4,
5)を供給され、前記絶縁エレメント(3)に配置され
た少なくとも1つの半導体エレメント(6)を有し、前
記金属層(4,5)の少なくとも1つは湾曲されて設計
されている。その結果として、端部領域の過度の場の増
加を最小にし、前記半導体モジュールの誘電強度を増加
させることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はパワーエレクトロニ
クスの分野に関する。それは特許請求の範囲の請求項1
の前文による半導体モジュールに関する。
クスの分野に関する。それは特許請求の範囲の請求項1
の前文による半導体モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の半導体モジュールは、例えば、
R.ZehringerらのMaterials ResearchSociety Symposium
Proceedings, Volume 483, Power Semiconductor Mate
rialsand Devices, 1998の369〜380頁に開示さ
れている。この刊行物は添付した図1に示されているよ
うに、モジュールハウジング1を有する半導体モジュー
ルと、金属ベースプレート2と、それに配置されモジュ
ールハウジングにより覆われる複数の半導体エレメント
6とを説明しており、この場合の前記半導体エレメント
はIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)及び
ダイオードである。通常、モジュールハウジングはゲル
状構成物7で充填され、それは電気絶縁層として役立
ち、腐食に対する保護を与え、接続ワイヤに作用する張
力をも減少させる。
R.ZehringerらのMaterials ResearchSociety Symposium
Proceedings, Volume 483, Power Semiconductor Mate
rialsand Devices, 1998の369〜380頁に開示さ
れている。この刊行物は添付した図1に示されているよ
うに、モジュールハウジング1を有する半導体モジュー
ルと、金属ベースプレート2と、それに配置されモジュ
ールハウジングにより覆われる複数の半導体エレメント
6とを説明しており、この場合の前記半導体エレメント
はIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)及び
ダイオードである。通常、モジュールハウジングはゲル
状構成物7で充填され、それは電気絶縁層として役立
ち、腐食に対する保護を与え、接続ワイヤに作用する張
力をも減少させる。
【0003】ベースプレートは半導体エレメントにより
発生された熱を放散させるため水冷設備に接続されてい
る。金属被覆のセラミック板3の形の基板はベースプレ
ートに配置されている。それは半導体エレメントとベー
スプレート又は水冷設備との間に電気絶縁を形成し、さ
らに、半導体エレメントからベースプレートへ熱を放散
するため良好な熱伝導率を有している。ベースプレー
ト、セラミック板及び半導体エレメントは他の頂部に半
田付けされ、セラミック板の金属層4,5は半田接続を
可能にする。
発生された熱を放散させるため水冷設備に接続されてい
る。金属被覆のセラミック板3の形の基板はベースプレ
ートに配置されている。それは半導体エレメントとベー
スプレート又は水冷設備との間に電気絶縁を形成し、さ
らに、半導体エレメントからベースプレートへ熱を放散
するため良好な熱伝導率を有している。ベースプレー
ト、セラミック板及び半導体エレメントは他の頂部に半
田付けされ、セラミック板の金属層4,5は半田接続を
可能にする。
【0004】現在では、材料において良好な熱伝導率と
不十分な電導率とを組合せることが可能であり、その結
果、比較的薄い絶縁エレメントを製造するが、良好な熱
伝導率を有し、例えば、良好な電導率を有するアルミニ
ウム窒化物(AlN)製のものは問題を提示しない。し
たがって、理論的には、1.5から2mmの間の厚さは
20kVを絶縁するのに十分である。
不十分な電導率とを組合せることが可能であり、その結
果、比較的薄い絶縁エレメントを製造するが、良好な熱
伝導率を有し、例えば、良好な電導率を有するアルミニ
ウム窒化物(AlN)製のものは問題を提示しない。し
たがって、理論的には、1.5から2mmの間の厚さは
20kVを絶縁するのに十分である。
【0005】しかし、特に金属層の縁部及び角部により
発生する縁効果は、特に1200V以上の高出力の半導
体モジュールの場合には、半導体モジュールの誘電強度
に不利な影響を有する。金属層の縁部及び角部は均質で
なく増強された電界を有する。この過度の電界の増加は
部分的な放電に導き、全体の構造の誘電強度を制限す
る。この場合には、縁部での電界強度は少なくとも電圧
の2乗であり、その結果、そのような部分的放電を防止
するために非常に厚い電気絶縁体が必要となるであろ
う。モジュールハウジングにゲルが充填される時に縁部
領域に正確に作り出されることのある気泡は部分的な放
電を促進し、半導体モジュールの機能性に関するさらな
る重要な要素を形成する。
発生する縁効果は、特に1200V以上の高出力の半導
体モジュールの場合には、半導体モジュールの誘電強度
に不利な影響を有する。金属層の縁部及び角部は均質で
なく増強された電界を有する。この過度の電界の増加は
部分的な放電に導き、全体の構造の誘電強度を制限す
る。この場合には、縁部での電界強度は少なくとも電圧
の2乗であり、その結果、そのような部分的放電を防止
するために非常に厚い電気絶縁体が必要となるであろ
う。モジュールハウジングにゲルが充填される時に縁部
領域に正確に作り出されることのある気泡は部分的な放
電を促進し、半導体モジュールの機能性に関するさらな
る重要な要素を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明の目
的は改善された誘電強度を有し、導入部で述べられたタ
イプの半導体モジュールを供給することである。
的は改善された誘電強度を有し、導入部で述べられたタ
イプの半導体モジュールを供給することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は特許請求の範
囲の請求項1の特徴を有する半導体モジュールにより達
成される。
囲の請求項1の特徴を有する半導体モジュールにより達
成される。
【0008】本発明による半導体モジュールの場合に
は、金属層の少なくとも1つは湾曲されるように設計さ
れ、その結果として、縁部領域でさえ、できるだけ均一
な電界が得られ、過度の電界の増加が最小化される。
は、金属層の少なくとも1つは湾曲されるように設計さ
れ、その結果として、縁部領域でさえ、できるだけ均一
な電界が得られ、過度の電界の増加が最小化される。
【0009】第1の実施例では、金属層の少なくとも1
つは窪みの形状に湾曲され、絶縁エレメントの反対側に
配置された第2の金属層からの距離は縁部の方で増加
し、それにより、縁部領域の過度の電界増加を減少させ
る。
つは窪みの形状に湾曲され、絶縁エレメントの反対側に
配置された第2の金属層からの距離は縁部の方で増加
し、それにより、縁部領域の過度の電界増加を減少させ
る。
【0010】第2の実施例では、湾曲された部分はビー
ド形状の末端部により形成され、好ましくは、角部及び
又は縁部に丸い断面を有している。好適な変形では、絶
縁エレメントは少なくとも突出するビードに適合するた
めの凹部を有している。全体の金属層が絶縁エレメント
に結合された場合には、その結果として、それは後面に
平面を形成し、不十分なアクセス性を有する小キャビテ
ィは避けられるので、ゲルの充填処理の間に気泡が形成
されるのを防止することができる。
ド形状の末端部により形成され、好ましくは、角部及び
又は縁部に丸い断面を有している。好適な変形では、絶
縁エレメントは少なくとも突出するビードに適合するた
めの凹部を有している。全体の金属層が絶縁エレメント
に結合された場合には、その結果として、それは後面に
平面を形成し、不十分なアクセス性を有する小キャビテ
ィは避けられるので、ゲルの充填処理の間に気泡が形成
されるのを防止することができる。
【0011】さらなる有利な実施例は特許請求の範囲の
従属項から明らかになる。
従属項から明らかになる。
【0012】本発明の主題は添付した図面に示された好
適な例示の実施例を使用して以下より詳細に説明され
る。
適な例示の実施例を使用して以下より詳細に説明され
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図2は本発明による半導体モジュ
ールの第1の例示的実施例を示している。それは本質的
に、ベース又は冷却エレメント2と、少なくとも1つの
チップ又は半導体エレメント6と、2方側に金属で被覆
された少なくとも1枚の基板又は絶縁エレメント3とを
備えている。非常に拡大した縮尺のため、ベース及び半
導体エレメント2,6及び第2の絶縁エレメント3’は
部分的に示されているだけである。
ールの第1の例示的実施例を示している。それは本質的
に、ベース又は冷却エレメント2と、少なくとも1つの
チップ又は半導体エレメント6と、2方側に金属で被覆
された少なくとも1枚の基板又は絶縁エレメント3とを
備えている。非常に拡大した縮尺のため、ベース及び半
導体エレメント2,6及び第2の絶縁エレメント3’は
部分的に示されているだけである。
【0014】絶縁エレメント3、通常はセラミック板で
あるが、1方側、好ましくはここに示されているよう
に、半導体エレメント6に面する側に凹部30を有して
いる。この凹部30は少なくとも2方側、好ましくは、
上げられるすべての側で窪みの形状に設計される。この
場合には、前記凹部は中央領域で平坦であり、急勾配の
側壁31を有している。通常、窪みの深さは絶縁エレメ
ント3の少なくとも半分の厚さであり、側壁31は絶縁
エレメント3の表面と少なくとも30°の角度αを成し
ている。凹部30には、第1の金属層5があり、それは
側壁31上に延びている。窪み形状の凹部の内面は等し
い力の表面を形成し、その場合に全内面が半田付け又は
DCB(直接銅接合)によりつけられる銅板で被覆され
ることはこの目的にとって絶対必要とは限らない。一般
に、窪み形状の凹部の平面部分にとって、そのような方
法で金属被覆されるのは単に十分であり、好ましくは、
層の厚さは0.1と0.3mmの間である。側壁31は
気相成長の金属層又は別の層、低電導性を有する同等の
もので供給されてもよい。
あるが、1方側、好ましくはここに示されているよう
に、半導体エレメント6に面する側に凹部30を有して
いる。この凹部30は少なくとも2方側、好ましくは、
上げられるすべての側で窪みの形状に設計される。この
場合には、前記凹部は中央領域で平坦であり、急勾配の
側壁31を有している。通常、窪みの深さは絶縁エレメ
ント3の少なくとも半分の厚さであり、側壁31は絶縁
エレメント3の表面と少なくとも30°の角度αを成し
ている。凹部30には、第1の金属層5があり、それは
側壁31上に延びている。窪み形状の凹部の内面は等し
い力の表面を形成し、その場合に全内面が半田付け又は
DCB(直接銅接合)によりつけられる銅板で被覆され
ることはこの目的にとって絶対必要とは限らない。一般
に、窪み形状の凹部の平面部分にとって、そのような方
法で金属被覆されるのは単に十分であり、好ましくは、
層の厚さは0.1と0.3mmの間である。側壁31は
気相成長の金属層又は別の層、低電導性を有する同等の
もので供給されてもよい。
【0015】好ましくは、ベースエレメント2に面する
絶縁エレメント3の反対側は平坦に設計され、平坦な第
2の金属層4を供給されている。図2に見られるよう
に、2つの金属層間の距離はそれらの縁部の方で増加
し、縁部間の距離dedgeは中央領域間の距離dcenterの
倍数となっている。通常の値はdedgeが1〜2mmでd
ce nterが3〜5mmである。増加した距離は縁部領域で
作り出されることがある過度の電界増加を減少させる。
絶縁エレメント3の反対側は平坦に設計され、平坦な第
2の金属層4を供給されている。図2に見られるよう
に、2つの金属層間の距離はそれらの縁部の方で増加
し、縁部間の距離dedgeは中央領域間の距離dcenterの
倍数となっている。通常の値はdedgeが1〜2mmでd
ce nterが3〜5mmである。増加した距離は縁部領域で
作り出されることがある過度の電界増加を減少させる。
【0016】図3は本発明による第2の実施例を示して
いる。この場合、絶縁エレメント3は本質的に平坦で平
行であり、2つの本質的に平面を供給し、お互いに反対
の金属層4,5はそれらの角部及び又は縁部でビード形
状の末端部40,50の形で湾曲部分を有している。好
ましくは、これらのビード形状の末端部40,50は丸
い断面を有し、金属層の厚さの倍数である直径を有して
いる。通常の値は金属層の厚さが0.2〜0.3mm
で、ビードの直径が1〜4mmである。ビード形状の末
端部40,50は角部又は縁部を緩和し、したがって同
様に、過度の電界増加を減少させる。
いる。この場合、絶縁エレメント3は本質的に平坦で平
行であり、2つの本質的に平面を供給し、お互いに反対
の金属層4,5はそれらの角部及び又は縁部でビード形
状の末端部40,50の形で湾曲部分を有している。好
ましくは、これらのビード形状の末端部40,50は丸
い断面を有し、金属層の厚さの倍数である直径を有して
いる。通常の値は金属層の厚さが0.2〜0.3mm
で、ビードの直径が1〜4mmである。ビード形状の末
端部40,50は角部又は縁部を緩和し、したがって同
様に、過度の電界増加を減少させる。
【0017】ここに示された例示的実施例では、金属層
は絶縁エレメント3の平面に支えられ、ビード形状の末
端部40,50だけが凹部30に適合されている。
は絶縁エレメント3の平面に支えられ、ビード形状の末
端部40,50だけが凹部30に適合されている。
【0018】一方、図4に示されているような例示的実
施例では、金属層4,5は絶縁エレメント3の相応した
形状の凹部に完全に結合され、それらは後面に共通平面
を形成している。
施例では、金属層4,5は絶縁エレメント3の相応した
形状の凹部に完全に結合され、それらは後面に共通平面
を形成している。
【0019】本発明による半導体モジュールは絶縁エレ
メントの湾曲した金属層を有し、過度の電界増加の減少
に導き、増加した絶縁能力により、半導体モジュールの
パワー範囲を増加させる。
メントの湾曲した金属層を有し、過度の電界増加の減少
に導き、増加した絶縁能力により、半導体モジュールの
パワー範囲を増加させる。
【図1a】従来技術によるそのハウジングを含み概略的
に示された半導体モジュールの断面図を示している。
に示された半導体モジュールの断面図を示している。
【図1b】図1aで示されているようなハウジングのな
い半導体モジュールの平面図を示している。
い半導体モジュールの平面図を示している。
【図2】本発明による半導体モジュールの第1の実施例
の断面図を示している。
の断面図を示している。
【図3】本発明による半導体モジュールの第2の実施例
による絶縁エレメントの断面図を示している。
による絶縁エレメントの断面図を示している。
【図4】第3の実施例による絶縁エレメントの断面図を
示している。
示している。
1 モジュールハウジング 2 ベースエレメント 20 水冷設備 3,3’ 絶縁エレメント 30 凹部 31 側壁 4 第2の金属層 40 ビード形状の末端部 5 第1の金属層 50 ビード形状の末端部 6 半導体エレメント 7 ゲル dedge 縁部間の距離 dcenter 中央領域間の距離 α 側壁と窪みの底部との間の角度
フロントページの続き (72)発明者 ハンスルエディー ツェラー スイス ツェーハー5242 ビル ゾンマッ ト 102 (72)発明者 ライモント ツェーリンガー スイス ツェーハー4132 ムーテンツ ノ イブルンヴェーク 56
Claims (10)
- 【請求項1】 ベースエレメント(2)と、 前記ベースエレメント(2)に配置された少なくとも1
つの絶縁エレメント(3)とを有し、 前記絶縁エレメントは2つの反対側に金属層(4,5)
を供給され、前記絶縁エレメント(3)に配置された少
なくとも1つの半導体エレメント(6)を有し、 前記金属層(4,5)の少なくとも1つが湾曲されて設
計されていることを特徴とする半導体モジュール。 - 【請求項2】 前記絶縁エレメント(3)は前記金属層
(4,5)の湾曲部分に適合する少なくとも1つの凹部
(30)を有している請求項1に記載の半導体モジュー
ル。 - 【請求項3】 前記湾曲した金属層(4)は窪みの形状
に設計され、前記2つの金属層(4,5)間の距離はそ
れらの縁部の方で増加する請求項1に記載の半導体モジ
ュール。 - 【請求項4】 前記絶縁エレメント(3)は、少なくと
も1つの表面と、側面を有する窪み形状の凹部(30)
とを有し、 前記凹部に前記湾曲した金属層(4)が配置され、前記
金属層が前記側壁(31)上に延びている請求項3に記
載の半導体モジュール。 - 【請求項5】 前記絶縁エレメント(3)の第1の面が
凹部(30)を有し、第2の反対面が平坦に設計され、
両方の面が金属層(4,5)を供給されている請求項4
に記載の半導体モジュール。 - 【請求項6】 前記金属層(4,5)の縁部間の距離d
edgeは前記金属層(4,5)の中央領域間の距離d
centerの倍数である請求項4又は5に記載のされた半導
体モジュール。 - 【請求項7】 前記湾曲した金属層(4,5)の角部及
び又は縁部はビード形状で設計されている請求項1に記
載の半導体モジュール。 - 【請求項8】 前記絶縁エレメント(3)は凹部(3
0)により遮られる平面を有し、ビード形状の角部及び
又は縁部に適合し、前記湾曲した金属層(4,5)はビ
ード形状の角部又は縁部を除いて、平面に支えられてい
る請求項7に記載の半導体モジュール。 - 【請求項9】 前記角部及び又は縁部は少なくともほぼ
丸い断面を有している請求項7に記載の半導体モジュー
ル。 - 【請求項10】 前記湾曲した金属層(4,5)は前記
絶縁エレメント(3)に完全に結合され、それは前記絶
縁エレメント(3)と共通の平面を形成する請求項7に
記載された半導体モジュール。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914815A DE19914815A1 (de) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Halbleitermodul |
DE19914815:5 | 1999-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000332196A true JP2000332196A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=7903210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000136431A Pending JP2000332196A (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | 半導体モジュール |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6337512B1 (ja) |
EP (1) | EP1041626A3 (ja) |
JP (1) | JP2000332196A (ja) |
CN (1) | CN1272692A (ja) |
DE (1) | DE19914815A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7741656B2 (en) | 2002-09-27 | 2010-06-22 | Renesas Technology Corporation | Semiconductor device and manufacturing the same |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10135348A1 (de) * | 2001-07-20 | 2003-01-30 | Abb Research Ltd | Halbleitermodule, Aufbauten für Halbleiterelemente bzw. Halbleitermodule mit erhöhter Spannungsfestigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben |
DE10139287A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-13 | Bombardier Transp Gmbh | Halbleitermodul |
EP1324386B1 (de) | 2001-12-24 | 2011-06-15 | ABB Research Ltd. | Halbleitermodul und Verfahren zum Herstellen eines Halbleitermoduls |
US7999369B2 (en) * | 2006-08-29 | 2011-08-16 | Denso Corporation | Power electronic package having two substrates with multiple semiconductor chips and electronic components |
CN101136396B (zh) * | 2006-08-30 | 2011-08-10 | 株式会社电装 | 包括两片带有多个半导体芯片和电子元件的衬底的功率电子封装件 |
GB2444978B (en) * | 2006-08-30 | 2012-03-14 | Denso Corp | Power electronic package having two substrates with multiple semiconductor chips and electronic components |
CN101136395B (zh) * | 2006-08-30 | 2011-08-10 | 株式会社电装 | 包括两片带有多个电子元件的衬底的功率电子封装件 |
DE102012111382A1 (de) * | 2012-11-23 | 2014-05-28 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Antennenstruktur zur breitbandigen Übertragung elektrischer Signale |
DE102019214998A1 (de) * | 2019-09-30 | 2021-04-01 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Organischer Schaltungsträger und dessen Anwendung bei Stromrichtern und in Fahrzeugen |
CN111739845B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-06-08 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 内绝缘封装结构及其工艺方法 |
DE102021000469A1 (de) | 2021-01-30 | 2022-08-04 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Elektronische Vorrichtung |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3483444A (en) * | 1967-12-06 | 1969-12-09 | Int Rectifier Corp | Common housing for independent semiconductor devices |
EP0042693B1 (en) * | 1980-06-21 | 1985-03-27 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Semi-conductor power device assembly and method of manufacture thereof |
JPS6239030A (ja) | 1985-08-14 | 1987-02-20 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体チツプキヤリア |
JPH01204453A (ja) | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Citizen Watch Co Ltd | 樹脂基板を用いたピングリッドアレイ構造 |
JP2656416B2 (ja) * | 1991-12-16 | 1997-09-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに半導体装置に用いられる複合基板および複合基板の製造方法 |
JP2501272B2 (ja) | 1992-07-15 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 多層セラミックス回路基板 |
US5367196A (en) * | 1992-09-17 | 1994-11-22 | Olin Corporation | Molded plastic semiconductor package including an aluminum alloy heat spreader |
US5318855A (en) * | 1992-08-25 | 1994-06-07 | International Business Machines Corporation | Electronic assembly with flexible film cover for providing electrical and environmental protection |
JP2838625B2 (ja) * | 1992-09-08 | 1998-12-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジュール |
US5608267A (en) * | 1992-09-17 | 1997-03-04 | Olin Corporation | Molded plastic semiconductor package including heat spreader |
DE4233073A1 (de) * | 1992-10-01 | 1994-04-07 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Modulaufbaus |
DE4318463C3 (de) * | 1993-06-03 | 2001-06-21 | Schulz Harder Juergen | Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates |
DE4338107C1 (de) * | 1993-11-08 | 1995-03-09 | Eupec Gmbh & Co Kg | Halbleiter-Modul |
JPH07161925A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | パワーモジュール |
US5461774A (en) * | 1994-03-25 | 1995-10-31 | Motorola, Inc. | Apparatus and method of elastically bowing a base plate |
US5486720A (en) * | 1994-05-26 | 1996-01-23 | Analog Devices, Inc. | EMF shielding of an integrated circuit package |
JP3225457B2 (ja) * | 1995-02-28 | 2001-11-05 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP3491414B2 (ja) * | 1995-11-08 | 2004-01-26 | 三菱電機株式会社 | 回路基板 |
DE19707514C2 (de) * | 1997-02-25 | 2002-09-26 | Eupec Gmbh & Co Kg | Halbleitermodul |
-
1999
- 1999-03-31 DE DE19914815A patent/DE19914815A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-18 EP EP00105786A patent/EP1041626A3/de not_active Withdrawn
- 2000-03-27 US US09/535,744 patent/US6337512B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-31 JP JP2000136431A patent/JP2000332196A/ja active Pending
- 2000-03-31 CN CN00118062A patent/CN1272692A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7741656B2 (en) | 2002-09-27 | 2010-06-22 | Renesas Technology Corporation | Semiconductor device and manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19914815A1 (de) | 2000-10-05 |
EP1041626A3 (de) | 2003-07-23 |
CN1272692A (zh) | 2000-11-08 |
EP1041626A2 (de) | 2000-10-04 |
US6337512B1 (en) | 2002-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5767573A (en) | Semiconductor device | |
US6914321B2 (en) | Semiconductor device | |
US7910952B2 (en) | Power semiconductor arrangement | |
US7407836B2 (en) | High-voltage module and method for producing same | |
EP0777272B1 (en) | Semiconductor device | |
US5767576A (en) | Semiconductor module with snap line | |
JP2003168769A (ja) | 電力用半導体装置 | |
JPH09232512A (ja) | パワー半導体モジュール | |
JP2000332196A (ja) | 半導体モジュール | |
WO2000068992A1 (en) | Semiconductor device | |
CN104067388B (zh) | 带散热鳍片的半导体模块 | |
US5463251A (en) | Power semiconductor package having improved durability | |
US11195775B2 (en) | Semiconductor module, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor module | |
JP2000156439A (ja) | パワー半導体モジュール | |
US6762491B1 (en) | Power semiconductor device | |
JP4062157B2 (ja) | 半導体モジュール実装構造 | |
JPH11214612A (ja) | パワー半導体モジュール | |
JP2002314037A (ja) | パワー半導体モジュール | |
US20230253291A1 (en) | Power semiconductor module arrangement and methods for producing a semiconductor arrangement | |
JP7456292B2 (ja) | 半導体モジュール | |
US11996348B2 (en) | Semiconductor module assembly having a cooling body and at least one semiconductor module | |
JPH10200048A (ja) | 電力用半導体モジュール | |
US20230011694A1 (en) | Semiconductor package having package housing in engraved surface form and method of manufacturing the same | |
JP2004039807A (ja) | 半導体パワーモジュール | |
JPH10163416A (ja) | パワー半導体モジュール |