KR102341880B1 - 모듈 - Google Patents

모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102341880B1
KR102341880B1 KR1020187031852A KR20187031852A KR102341880B1 KR 102341880 B1 KR102341880 B1 KR 102341880B1 KR 1020187031852 A KR1020187031852 A KR 1020187031852A KR 20187031852 A KR20187031852 A KR 20187031852A KR 102341880 B1 KR102341880 B1 KR 102341880B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power semiconductor
module
ceramic capacitor
semiconductor device
semiconductor element
Prior art date
Application number
KR1020187031852A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180132111A (ko
Inventor
마쿠스 코이니
저르겐 콘래드
조지 구에겔
Original Assignee
티디케이 일렉트로닉스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티디케이 일렉트로닉스 아게 filed Critical 티디케이 일렉트로닉스 아게
Publication of KR20180132111A publication Critical patent/KR20180132111A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102341880B1 publication Critical patent/KR102341880B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
    • C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
    • C04B35/493—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT containing also other lead compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C04B37/006—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of metals or metal salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/008—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/008—Selection of materials
    • H01G4/0085—Fried electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1236—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on zirconium oxides or zirconates
    • H01G4/1245—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on zirconium oxides or zirconates containing also titanates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • 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
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • 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
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/60—Electrodes
    • H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H01L28/86—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having horizontal extensions
    • H01L28/87—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having horizontal extensions made by depositing layers, e.g. by depositing alternating conductive and insulating layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
    • C04B2235/3249—Zirconates or hafnates, e.g. zircon containing also titanium oxide or titanates, e.g. lead zirconate titanate (PZT)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3296—Lead oxides, plumbates or oxide forming salts thereof, e.g. silver plumbate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/768—Perovskite structure ABO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/79—Non-stoichiometric products, e.g. perovskites (ABO3) with an A/B-ratio other than 1
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/345—Refractory metal oxides
    • C04B2237/346—Titania or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/345—Refractory metal oxides
    • C04B2237/348—Zirconia, hafnia, zirconates or hafnates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/72—Forming laminates or joined articles comprising at least two interlayers directly next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • 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
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29139—Silver [Ag] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/32265—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 a discrete passive component
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8384—Sintering
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19102—Disposition of discrete passive components in a stacked assembly with the semiconductor or solid state device
    • H01L2924/19104—Disposition of discrete passive components in a stacked assembly with the semiconductor or solid state device on the semiconductor or solid-state device, i.e. passive-on-chip

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

본 발명은 모듈(1)에 관한 것이며, 상기 모듈은 전력 반도체 소자(2) 및 이러한 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공된 세라믹 커패시터(3)를 구비한다.

Description

모듈
본 발명은 전력 반도체 소자(power semiconductor element)를 구비한 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 상기 전력 반도체 소자를 냉각시키는 문제에 관한 것이다. 상기 전력 반도체 소자를 구비한 모듈에서 높은 집적화(high integration) 및 높은 패킹 밀도(packing density)를 달성하기 위해, 모듈 구성 요소의 효과적인 열 관리가 필요하다.
선행 기술은 히트 싱크(heat sink)와 연결될 수 있는 전력 반도체 소자를 공지하고 있다. 이때, 중간 회로(intermediate circuit) 전력용 커패시터 또는 스너버(snubber) 전력용 커패시터는 종종 상기 전력 반도체 소자와 공간적으로 분리된 상태로 제공되며, 이러한 전력용 커패시터(power capicitor)는 전력 반도체 소자가 작동할 때 전압 안정화를 위해 사용된다.
(특허문헌 1) KR 2014-029944 A
본 발명의 목적은 예를 들어, 높은 집적화 및/또는 높은 패킹 밀도를 갖는 개선된 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 1항에 따른 모듈을 통해 해결된다.
전력 반도체 소자(power semiconductor element) 및 세라믹 커패시터(ceramic capicitor)를 구비한 모듈이 제공되며, 상기 세라믹 커패시터는 상기 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 제공된다.
상기 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 세라믹 커패시터가 사용됨으로써, 추가적인 히트 싱크(heat sink)를 필요로 하지 않는다. 이러한 방식으로, 상기 모듈이 콤팩트하게 구성될 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 인해 상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자 간의 공간적 분리가 생략될 수 있다. 이로 인해, 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자 사이의 루트(route)가 단축될 수 있다. 이것은 모듈의 전기 기능을 위해 바람직하며, 그 이유는 상기 전력 반도체 소자와 커패시터 사이의 루트로 인해 발생하는 기생 인덕턴스(parasitic inductance)가 현저하게 줄어들 수 있기 때문이다. 이러한 기생 인덕턴스의 감소는 스위치를 구비하거나, 또는 회로를 형성하는 전력 반도체 소자를 위해 중요하며, 그 이유는 전술한 기생 인덕턴스의 감소로 인해 상기 전력 반도체 소자가 스위칭될 때 과전압이 감소될 수 있기 때문이다.
여기서, 적어도 하나의 전력 반도체 소자 및 세라믹 커패시터를 구비한 부품 배열이 모듈로 표현되며, 유닛(unit)으로서 부품 배열은 회로 배열에 장착될 수 있다. 상기 모듈의 구성 요소, 즉 전력 반도체 소자와 세라믹 커패시터는 공통의 하우징에 배열될 수 있다.
상기 전력 반도체 소자로서 임의의 반도체 소자가 제공될 수 있다. 특히, 높은 전류 및 전압을 제어하고 스위칭하기 위해 전력 전자장치(power electronic)에 설치된 소자일 수 있다. 예를 들어, 파워 다이오드(power diode), 다이리스터(thyristor), 트라이악(triac) 또는 트랜지스터(transistor)가 전술한 것에 해당할 수 있다.
상기 전력 반도체 소자는 반도체 소자에 내장된 기판(substrate)을 구비할 수 있다. 상기 기판은 예를 들어 class FR-4의 재료를 구비할 수 있다. 상기 기판은 높은 전기 전도성과 열 전도성을 구비하고, 또한 높은 열 기계(thermomechanical) 응력 요건을 충족하도록 제조될 수 있다.
상기 세라믹 커패시터는 다층 구성부품(multi-layer component)으로 제공될 수 있으며, 스택 방향으로 차례대로 겹쳐진 세라믹 재료의 층과 내부 전극은 이러한 다층 구성부품에 적층되어 있다. 또한, 상기 세라믹 커패시터는 두 개의 외부 전극을 구비할 수 있으며, 각각의 내부 전극은 상기 외부 전극 가운데 하나의 외부 전극과 연결될 수 있다.
전술한 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자는 구성 성분으로서 은(silver)을 구비한 층(layer)을 통해 서로 연결되어 있다. 상기 층은 우수한 열 전도성을 구비할 수 있고, 이러한 방식으로 상기 전력 반도체 소자의 열이 배출될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 층은 이러한 층의 높은 열 전도성으로 인해 커패시터의 냉각 기능을 도울 수 있다.
상기 층은 주요 구성 성분으로서 은을 구비할 수 있다. 선택적으로, 상기 층에 은을 함유한 합금이 제공될 수 있으며, 이때 이러한 합금에서 은이 주요 구성 성분이 아니다.
상기 세라믹 커패시터는 납-란타넘-지르코늄-티탄산염(PLZT) 세라믹을 구비할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 세라믹은 높은 열 전도성을 구비하고, 이로 인해 상기 커패시터의 냉각 기능에 기여할 수 있다. 또한, 상기 PLZT 세라믹은 구리로 구성된 내부 전극과 결합될 수 있다. 바람직하게는, 상기 구리는 커패시터의 내부 전극을 위한 재료로서 특히 적합하며, 그 이유는 구리가 높은 열 전도성을 갖기 때문이다.
상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자를 서로 연결하는 층은 적어도 99 중량%의 은으로 구성될 수 있다. 상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자를 서로 연결하는 이러한 층은 소결 공법(sinter process)을 통해 제조될 수 있다.
상기 세라믹 커패시터는 상기 캐리어 위에 전력 반도체 소자가 탑재되는 캐리어(carrier)를 형성할 수 있다. 이러한 세라믹 커패시터는 상기 전력 반도체 소자를 위한 기판으로서 사용될 수 있다.
전술한 것에 대응하여, 상기 모듈을 플립-칩-장착(flip chip montage)할 때, 세라믹 커패시터는 회로 기판(circuit board) 위에 직접 고정될 수 있으며, 상기 회로 기판은 예를 들어 회로 배열을 형성한다. 또한, 상기 모듈은 소위 SMD-부품(SMD = Surface Mounted Device)으로서 표면 실장 시 상기 회로 기판 위에 고정될 수도 있으며, 이때 상기 세라믹 커패시터는 상기 회로 기판 위에 직접 고정될 수 있다. 선택적으로, 표면 실장 시, 상기 모듈은 상기 커패시터로부터 떨어져 있는 측면과 함께 상기 회로 기판 위에 고정될 수도 있다.
특히, 상기 모듈에, 전기 기능을 담당하지 않고, 단지 상기 모듈의 구성부품을 고정하기 위해서만 사용되는 캐리어 또는 기판이 제공되지 않을 수 있다. 오히려, 모듈 구성 요소의 상호 고정은 캐리어로서 상기 커패시터를 이용함으로써 실시되기 때문에, 별도의 캐리어가 필요하지 않을 수 있고, 콤팩트하고, 공간을 적게 차지하는 모듈 형태의 제공이 가능하다.
상기 세라믹 커패시터 및 전력 반도체 소자는 은을 구비한 층을 통해 서로 연결될 수 있으며, 이때 상기 층은 소결 공법을 통해 제조된다. 이러한 층은 99 중량%의 은으로 구성될 수 있다. 상기 세라믹 커패시터는 이러한 층을 통해 상기 전력 반도체 소자와 기계식으로 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 전력 반도체 소자와 전기 접촉할 수 있다.
전술한 은을 구비한 층은 높은 열 전도성을 구비할 수 있고, 전술한 것에 대응하여 상기 전력 반도체 소자에 의해 생성된 열이 상기 세라믹 커패시터를 통해 효과적으로 방열 될 수 있도록 한다. 또한, 은을 구비한 상기 층은 열 팽창 계수를 구비할 수 있으며, 상기 열 팽창 계수는 기본적으로 커패시터 및 전력 반도체 소자의 열 팽창 계수와 차이가 없다. 이로 인해, 상기 모듈 내에서 온도 변화, 그리고 이와 결부된 은을 구비한 층, 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자가 팽창할 때 현저한 기계적 응력(mechanical stress)이 발생하지 않도록 보장된다.
예를 들어, 상기 커패시터, 전력 반도체 소자와 은을 구비한 층의 열 팽창 계수는 10-5 K-1, 바람직하게는 10-6 K-1 을 초과하는 편차가 발생할 수 없다.
상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자는 은 소결 공법을 통해 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자 사이에 페이스트(paste)가 도포될 수 있으며, 이러한 배열은 소결 공법 과정을 거친다. 이러한 소결 공법에서, 상기 페이스트는 은을 구비한 층으로 변형되며, 은을 구비한 이러한 층은 세라믹 커패시터를 상기 전력 반도체 소자와 기계식으로 고정한다.
상기 세라믹 커패시터는 세라믹 재료를 구비할 수 있으며, 상기 세라믹 재료는 5kV/mm 내지 10kV/mm의 전계 강도를 갖는 전기장에서 2000 초과의 유전상수를 구비할 수 있고, 적어도 150℃의 온도로 호환될 수 있다. 5kV/mm 내지 10kV/mm의 전계 강도는 상기 세라믹 커패시터의 작동 전계 강도에 대응할 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 세라믹 커패시터의 세라믹 재료는 커패시터가 작동할 때, 2000 초과의 유전상수를 구비할 수 있다. 특히, 전계 강도는 8kV/mm일 수 있다.
재료는 "온도로 호환될 수 있는 것"으로 표현되며, 이것은 상기 온도에서 재료의 인성(toughness)이 정해진 한계 값에 미달되지 않을 경우에 해당한다. 재료 인성의 한계 값이 미달될 경우, 구성 요소의 고장 위험이 현저히 증가한다. 전술한 것에 대응하여, 상기 커패시터의 세라믹 재료는 커패시터가 150℃까지의 온도에서 충분한 재료 인성을 갖도록 선택될 수 있기 때문에, 일반적으로 150℃까지의 온도에서 상기 모듈의 고장 가능성이 증가하지 않는다. 따라서, 세라믹 재료의 이러한 특성을 구비한 세라믹 커패시터가 높은 전류 강도로 인해 전력 반도체 소자에서 많은 열이 생성될 경우, 상기 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 적합하다. 즉 열로 인한 상기 커패시터의 손상이 억제될 수 있다.
세라믹 재료는 특히 란타넘으로 도핑(doping)된 납-지르코늄-티탄산염일 수 있으며, 이러한 납-지르코늄-티탄산염은 예를 들어 아래의 일반식:
Pb(1-1,5a+e)AaBb(Zr1 - xTix)1- cCeSicO3 + y.PbO
에 대응하며, 이때 A는 La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er 및 Yb로 구성된 군(group)으로부터 선택될 수 있고; C는 Ni 및 Cu로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며;
0 < a < 0.12
0.05 ≤ x ≤ 0.3
0 ≤ c < 0.12
0.001 < e < 0.12
0 ≤ y < 1
에 대응할 수 있다.
이러한 재료의 특징은 2000 초과의 높은 유전상수에서 150℃까지의 온도로 호환될 수 있다는 것이며, 이때 상기 재료의 인성 감소는 발생하지 않는다. 상기 재료는 이러한 재료가 5kV/mm 내지 10kV/mm의 전계 강도를 갖는 전기장에 노출될 경우에 비로소 높은 유전 상수를 구비할 수 있다. 따라서, 상기 재료는 특히 상기 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 매우 적합하다. 또한, 높은 유전 상수를 바탕으로 하는 이러한 재료로 인해 상기 세라믹 커패시터의 높은 용량(capacity)이 형성될 수 있다. 이러한 높은 용량은 상기 전력 반도체 소자의 스위칭 특성에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.
상기 세라믹 커패시터는 세라믹 다층 소자일 수 있고, 내부 전극을 구비할 수 있다.
상기 내부 전극은 100W/mK 초과의 높은 열 전도성을 구비할 수 있다. 이로 인해, 상기 전력 반도체 소자에 의해 방출된 열이 상기 내부 전극을 통해 신속하고 효과적으로 배출될 수 있다.
상기 내부 전극의 재료로서 특히 구리가 선택될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 내부 전극은 구리를 구비할 수 있거나, 또는 구리로 구성될 수 있다.
상기 모듈은 적어도 하나의 또 다른 전력 반도체 소자를 구비할 수 있으며, 상기 세라믹 커패시터는 적어도 하나의 또 다른 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 제공된다. 이로써, 상기 세라믹 커패시터는 다수의 전력 반도체 소자를 냉각시킬 수 있다. 또한, 이러한 세라믹 커패시터는 다수의 전력 반도체 소자를 위한 캐리어로서 사용될 수 있다.
상기 모듈은 적어도 하나의 또 다른 커패시터를 구비할 수 있으며, 상기 또 다른 커패시터는 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 제공된다. 이로써, 상기 전력 반도체 소자는 다수의 커패시터에 의해 냉각될 수 있다. 다수의 커패시터는 서로 결합하여 캐리어를 형성할 수 있으며, 이러한 캐리어 위에 상기 전력 반도체 소자가 배열되어 있다.
또한, 상기 모듈은 제어 장치를 구비할 수 있으며, 상기 제어 장치는 상기 전력 반도체 소자의 기능을 제어하기 위해 제공된다. 상기 전력 반도체 소자는 상기 세라믹 커패시터가 배열되어 있는 상단 면과 이러한 상단 면에 대해 반대 방향으로 놓여 있는 하단 면을 구비할 수 있으며, 상기 하단 면 위에는 제어 장치가 배열되어 있다. 상기 전력 반도체 소자와 관련하여, 세라믹 커패시터와 제어 장치가 반대 방향으로 "샌드위치 방식"으로 배열됨으로써 상기 모듈이 특히 콤팩트하게 구성될 수 있다. 이러한 구성의 특징은 특히 짧은 루트가 제공되고, 이와 결부된 적은 기생 인덕턴스가 발생한다는 것이다.
상기 전력 반도체 소자는 스위치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 반도체 소자는 금속으로 코팅된 세라믹층을 구비할 수 있으며, 상기 층은 반도체-스위치 또는 반도체-다이오드를 형성한다.
상기 세라믹 커패시터는 이러한 세라믹 커패시터가 DC 링크 커패시터 또는 댐핑 커패시터(damping capacitor)로서 작용하도록 상기 전력 반도체 소자와 연결될 수 있다.
두 번째 측면에 따라, 본 발명은 전력 반도체 소자와 세라믹 커패시터를 구비한 모듈에 관한 것이며, 이때 상기 세라믹 커패시터는 반도체 소자를 냉각시키기 위해 제공되며, 이러한 세라믹 커패시터는 납-란타넘-지르코늄-티탄산염 세라믹을 구비한다. 이러한 세라믹의 특징은 높은 열 전도성을 갖는다는 것이다.
상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자는 구성 성분으로서 적어도 하나의 은을 구비한 층을 통해 서로 연결될 수 있다. 상기 층은 적어도 99 중량%의 은으로 구성될 수 있다.
상기 세라믹 커패시터는 캐리어를 형성할 수 있으며, 이러한 캐리어 위에 상기 전력 반도체 소자가 고정되어 있다.
상기 세라믹 커패시터는 일반식,
Pb(1-1,5a+e)AaBb(Zr1 - xTix)1- cCeSicO3 + y.PbO
에 따라 세라믹 재료를 구비할 수 있으며, 이때 A는 La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er 및 Yb로 구성된 군(group)으로부터 선택되며; C는 Ni 및 Cu로 구성된 군으로부터 선택되며, 0 < a < 0.12, 0.05 ≤ x ≤ 0.3, 0 ≤ c < 0.12, 0.001 < e < 0.12 및 0 ≤ y < 1이다.
상기 세라믹 커패시터는 세라믹 다층 소자일 수 있고, 내부 전극을 구비할 수 있다.
상기 세라믹 커패시터는 100W/mK 초과의 높은 열 전도성을 갖는 내부 전극을 구비할 수 있다. 상기 내부 전극은 구리로 구성될 수 있다.
다음에서, 일련의 바람직한 측면이 설명된다. 이러한 측면은 측면의 인용관계를 단순화하기 위해 번호로 기재되어 있다. 상기 측면의 특징은 자체로, 다른 측면과 결합에서도 중요할 수 있다.
1. 전력 반도체 소자 및 세라믹 커패시터를 구비하는 모듈에서,
상기 세라믹 커패시터는 상기 전력 반도체 소자를 냉각시키기 위해 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
2. 제1 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 캐리어를 형성하며, 이러한 캐리어 위에 상기 전력 반도체 소자가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
3. 제1 측면 내지 제2 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터와 전력 반도체 소자는 은을 구비한 층을 통해 서로 연결되어 있으며, 상기 층은 소결 공법을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 모듈.
4. 제1 측면 내지 제3 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 세라믹 재료를 구비할 수 있으며, 상기 세라믹 재료는 5kV/mm 내지 10kV/mm의 전계 강도를 갖는 전기장에서 2000 초과의 유전상수를 구비하고, 적어도 150℃의 온도로 호환될 수 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
5. 제1 측면 내지 제4 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 일반식 Pb(1-1,5a+e)AaBb(Zr1 - xTix)1- cCeSicO3 + y.PbO에 따른 세라믹 재료를 구비하며, 이때 A는 La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er 및 Yb로 구성된 군(group)으로부터 선택될 수 있고; C는 Ni 및 Cu로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며;
0 < a < 0.12
0.05 ≤ x ≤ 0.3
0 ≤ c < 0.12
0.001 < e < 0.12
0 ≤ y < 1인 것을 특징으로 하는 모듈.
6. 제1 측면 내지 제5 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 내부 전극을 구비하며, 상기 내부 전극은 100W/mK 초과의 열 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈.
7. 제1 측면 내지 제6 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 구리로 구성된 내부 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈.
8. 제1 측면 내지 제7 측면 중 어느 한 측면에 따라,
또한, 상기 모듈은 제어 장치를 구비하며, 상기 제어 장치는 상기 전력 반도체 소자의 기능을 제어하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 모듈.
9. 제8 측면에 따라,
상기 전력 반도체 소자는 상단 면을 구비하며, 이러한 상단 면 위에 세라믹 커패시터가 배열되어 있고, 상기 전력 반도체 소자는 하단 면을 구비하며, 상기 하단 면은 상기 상단 면에 대해 반대 방향으로 놓여 있고, 이러한 하단 면 위에 상기 제어 장치가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
10. 제1 측면 내지 제9 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 전력 반도체 소자는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈.
11. 제1 측면 내지 제10 측면 중 어느 한 측면에 따라,
상기 세라믹 커패시터는 이러한 세라믹 커패시터가 DC 링크 커패시터 또는 댐핑-커패시터로서 작용하도록 상기 전력 반도체 소자와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
도 1은 첫 번째 실시 예에 따른 모듈을 도시하고 있고,
도 2는 두 번째 실시 예에 따른 모듈을 도시하고 있다.
도 1은 모듈(1)의 첫 번째 실시 예를 도시하고 있다. 상기 모듈(1)은 전력 반도체 소자(2)를 구비한다. 이러한 전력 반도체 소자(2)는 예를 들어 스위칭 기능을 수행하는 회로를 위해 형성될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 전력 반도체 소자(2)는 스위치를 구비할 수 있다. 상기 전력 반도체 소자(2)는 기판을 구비할 수 있으며, 이러한 기판에 상기 반도체 소자가 내장되어 있다.
또한, 상기 모듈(1)은 세라믹 커패시터(3)를 구비한다. 상기 세라믹 커패시터(3)는 두 가지 기능을 수행한다. 상기 세라믹 커패시터(3)는 상기 전력 반도체 소자(2)에 의해 형성된 회로와 접속된 용량을 나타낸다. 이때, 상기 세라믹 커패시터(2)는 예를 들어 DC 링크 커패시터 또는 스너버 커패시터일 수 있다. 상기 스너버 커패시터는 댐핑 작용하는 용량일 수 있으며, 이러한 용량은 전압 안정화를 위해 사용되고, 피크 전압(voltage peak)를 억제해야 한다.
또한, 상기 세라믹 커패시터(3)는 히트 싱크의 기능을 수행한다. 특히, 상기 세라믹 커패시터(3)는 작동시 전력 반도체 소자(2)를 냉각시킨다. 이러한 세라믹 커패시터(3)의 재료는 한편 상기 세라믹 커패시터(3)가 전력 반도체 소자(2)에 의해 생성된 열을 이러한 전력 반도체 소자로부터 방열하고, 다른 한편, 상기 세라믹 커패시터가 열로 인해 손상되지 않도록 하기 위해 적합하다.
상기 세라믹 커패시터(3)는 세라믹 재료(4) 및 내부 전극(5)을 구비한다. 이러한 세라믹 재료(4)는 란타넘으로 도핑(doping)된 납-지르코늄-티탄산염(PLZT)일 수 있다. 이러한 재료(4)가 높은 유전 상수를 구비함으로써, 상기 커패시터(3)의 높은 용량을 가능하게 하며, 상기 재료가 열 내구성을 구비하기 때문에, 상기 재료는 상기 전력 반도체 소자(2)에 의해 방출된 열로 인해 손상되지 않는다.
상기 내부 전극(5)과 세라믹 재료(4)는 스택 방향으로 차례대로 겹쳐진 상태로 상기 세라믹 커패시터(3)에서 적층 된다. 스택 방향은 상기 전력 반도체 소자(2)의 상단 면(6)에 대해 평행하다. 전술한 것에 대응하여, 상기 내부 전극(5)은 상기 상단 면(6)에 대해 수직 방향으로 놓여 있다.
상기 내부 전극(5)은 구리를 구비할 수 있거나, 또는 구리로 구성될 수 있다. 이러한 구리가 내부 전극(5)의 재료로 선택될 경우, 이러한 방식으로 높은 열 전도성을 갖는 내부 전극(5)이 생성될 수 있다. 상기 내부 전극(5)의 높은 열 전도성으로 인해, 이러한 내부 전극은 상기 전력 반도체 소자(2)에 의해 방출된 열을 신속하고 효과적으로 이러한 전력 반도체 소자로부터 방출하기 위해 적합하다.
이때, 열은 상기 전력 반도체 소자(2)의 상단 면(6)으로부터 세라믹 커패시터(3)로 전달될 수 있다. 이어서, 열은 내부 전극(5)을 통해 상기 전력 반도체 소자(2)로부터 떨어져 있는 세라믹 커패시터(3)의 상단 면으로 전달될 수 있다. 열은 상기 세라믹 커패시터(3)의 상단 면으로부터 모듈(1)의 주변으로 방출된다. 이러한 방식으로, 열이 상기 전력 반도체 소자(2)로부터 방열 되기 때문에, 상기 전력 반도체 소자(2)의 과열이 억제된다.
또한, 상기 커패시터(3)는 두 개의 외부 전극을 구비하며, 상기 외부 전극은 편의상 도 1에 도시되어 있지 않다. 상기 외부 전극은 마찬가지로 구리를 구비할 수 있거나, 또는 구리로 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 외부 전극은 상기 전력 반도체 소자(2)에 의해 생성된 열을 효과적으로 계속해서 전달할 수 있다.
도시되어 있지 않은 다른 실시 예에서, 상기 내부 전극(5)은 상기 전력 반도체 소자(2)의 상단 면(6)에 대해 평행하게 배열되어 있다. 이 경우, 세라믹 커패시터(3)는 연결 장치(connecting device), 예를 들어 구리로 구성된 프레임을 구비할 수 있다. 상기 내부 전극(5)은 이러한 연결 장치를 통해 상기 전력 반도체 소자(2)와 접촉될 수 있다. 이 경우, 상기 전력 반도체 소자(2)에 의해 방출된 열은 상기 연결 장치에 의해 흡수되어, 상기 내부 전극(5)으로 계속해서 전달된다. 이러한 내부 전극은 상기 전력 반도체 소자(2)의 열을 방열할 수 있고, 끝으로 열이 주변으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 세라믹 커패시터(3)는 은을 구비한 층(7)을 통해 상기 전력 반도체 소자(2)에 고정되며, 또한 이러한 층(7)을 통해 상기 전력 반도체 소자(2)와 전기 접촉된다. 전술한 은을 구비한 층(7)은 소결 공법으로 제조된다. 특히, 이러한 층(7)의 특징은 높은 열 전도성을 갖는 것이다.
상기 전력 반도체 소자(2)의 하단 면(8), 즉 상단 면(6)에 대해 반대쪽에 놓여 있는 그러한 하단 면에 제어 장치(9)가 배열되어 있다. 상기 제어 장치(9)는 상기 전력 반도체 소자(2)와 연결되어 있다. 특히, 이러한 제어 장치(9)는 상기 전력 반도체 소자(2)의 기능을 제어하기 위해 제공된다.
도 1에 도시된 세라믹 커패시터(3), 전력 반도체 소자(2) 및 제어 장치(9)가 서로 인접하게 배열됨으로써, 상기 모듈(1)이 매우 콤팩트하게 구성될 수 있고, 바람직하게는 상기 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2) 사이 및 제어 장치(9)와 전력 반도체 소자(2) 사이의 특히 짧은 루트가 제공될 수 있도록 한다. 짧은 루트로 인해, 이러한 모듈 구성에서 기생 인덕턴스가 최소화될 수 있다.
도 1에 도시된 실시 예에서, 하나의 전력 반도체 소자(2) 위에 다수의 커패시터(3)가 배열될 수 있으며, 각각의 이러한 커패시터(3)는 히트 싱크 기능을 수행하고, 전술한 것에 대응하여 상기 커패시터는 상기 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공된다.
도 2는 상기 모듈(1)의 두 번째 실시 예를 도시하고 있다. 이러한 두 번째 실시 예는 하나의 세라믹 커패시터(3)를 구비하며, 상기 세라믹 커패시터는 하나 또는 복수의 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공된다. 상기 세라믹 커패시터(3) 위에 다수의 전력 반도체 소자(2)가 배열되어 있다. 이러한 다수의 전력 반도체 소자는 다시 은을 구비한 층(7)을 통해 커패시터(3)와 연결된다. 이때, 상기 세라믹 커패시터(3)는 전력 반도체 소자(2)를 위한 기판 또는 캐리어로서 사용된다.
상기 모듈(1)은 인쇄 회로 기판 상의 표면 장착부에 탑재되도록 되어 있다. 이 경우, 세라믹 커패시터(3)는 그 측면이 회로 기판 상의 전력 반도체 소자(2) 측과 반대되는 방향으로 탑재되어 있다. 선택적으로, 제어 유닛(9)은 그 측면이 회로 기판 상의 전력 반도체 소자(2) 측으로부터 반대되는 방향으로 탑재될 수 있다.
1 모듈
2 전력 반도체 소자
3 커패시터
4 세라믹 재료
5 내부 전극
6 상단 면
7 은을 구비한 층
8 하단 면
9 제어 장치

Claims (27)

  1. 전력 반도체 소자(2) 및 상기 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공된 세라믹 커패시터(3)를 구비하는 모듈(1)에서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2)는 구성 성분으로서 은을 구비한 적어도 하나의 층(7)을 통해 서로 연결되어 있으며,
    상기 적어도 하나의 층(7)을 구성하는 은은 높은 열전도성을 가지며, 상기 높은 열전도성을 이용하여 상기 세라믹 커패시터(3)에 의한 상기 전력 반도체 소자(2)의 냉각 기능에 기여하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 납-란타넘-지르코늄-티탄산염 세라믹을 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 상기 전력 반도체 소자(2)를 서로 연결하는 층(7)은 적어도 99 중량%의 은으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2)를 서로 연결하는 층(7)은 소결 공법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  5. 전력 반도체 소자(2), 및
    상기 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공된 세라믹 커패시터(3)를 구비하며,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 납-란타넘-지르코늄-티탄산염(PLZT) 세라믹을 구비하고,
    상기 납-란타넘-지르코늄-티탄산염(PLZT) 세라믹은 높은 열 전도성을 구비하고, 상기 높은 열전도성을 이용하여 상기 세라믹 커패시터(3)에 의한 상기 전력 반도체 소자(2)의 냉각 기능에 기여하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2)는 구성 성분으로서 은을 구비하는 적어도 하나의 층(7)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2)를 서로 연결하는 층(7)은 적어도 99 중량%의 은으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 전력 반도체 소자(2)를 서로 연결하는 층(7)은 소결 공법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  9. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 상기 전력 반도체 소자(2)가 탑재되는 캐리어를 형성하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  10. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 세라믹 재료를 구비하며, 상기 세라믹 재료는 5kV/mm 내지 10kV/mm의 전계 강도를 갖는 전기장에서 2000 초과의 유전상수를 구비하고, 적어도 150℃의 온도로 호환될 수 있는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  11. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 일반식 Pb(1-1,5a+e)AaBb(Zr1-xTix)1-cCeSicO3 + y.PbO에 따른 세라믹 재료를 구비하며, 이때 A는 La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er 및 Yb로 구성된 군(group)으로부터 선택될 수 있고; C는 Ni 및 Cu로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며;
    0 < a < 0.12
    0.05 ≤ x ≤ 0.3
    0 ≤ c < 0.12
    0.001 < e < 0.12
    0 ≤ y < 1인 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  12. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 세라믹 다층 구성요소 및 내부 전극(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 내부 전극은 100W/mK 초과의 열 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  14. 제12항에 있어서,
    상기 내부 전극은 구리를 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  15. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 또 다른 전력 반도체 소자(2)를 구비하며, 상기 세라믹 커패시터(3)는 상기 적어도 하나의 또 다른 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  16. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 또 다른 커패시터를 구비하며, 상기 적어도 하나의 또 다른 커패시터는 상기 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  17. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    또한, 상기 모듈(1)은 제어 장치(9)를 구비하며, 상기 제어 장치(9)는 상기 전력 반도체 소자(2)의 기능을 제어하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전력 반도체 소자(2)는 상단 면(6)을 구비하며, 상기 상단 면(6) 위에 상기 세라믹 커패시터(3)가 배열되어 있고, 상기 전력 반도체 소자(2)는 하단 면(8)을 구비하며, 상기 하단 면(8)은 상기 상단 면(6)에 대해 반대 방향으로 놓여 있고, 상기 하단 면(8) 위에 상기 제어 장치(9)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  19. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 반도체 소자(2)는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  20. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)는 상기 세라믹 커패시터(3)가 DC 링크 커패시터 또는 댐핑-커패시터로서 작용하도록 상기 전력 반도체 소자(2)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  21. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈(1)은 회로 기판에 고정되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  22. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 커패시터(3)와 상기 전력 반도체 소자(2)는 공통의 하우징에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  23. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 반도체 소자(2)는 상기 전력 반도체 소자(2)가 내장되어 있는 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  24. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    커패시터(3)는 두 개의 외부 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  25. 제24항에 있어서,
    상기 외부 전극은 구리를 구비하거나, 또는 구리로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈(1).
  26. 전력 반도체 소자(2);
    상기 전력 반도체 소자(2) 상에 배치되고, 상기 전력 반도체 소자(2)를 냉각시키기 위해 제공되는 세라믹 커패시터(3); 및
    상기 전력 반도체 소자(2)와 상기 세라믹 커패시터(3) 사이에 배치되어 상기 전력 반도체 소자(2)와 상기 세라믹 커패시터(3)를 연결하며, 구성 성분으로서 은을 구비하는 층(7)을 포함하고,
    상기 세라믹 커패시터(3)는,
    상기 전력 반도체 소자(2) 상에, 이격 공간을 사이에 두고 상호 이격되는 제1 및 제2 세라믹 커패시터를 포함하고,
    상기 은을 구비하는 층(7)은,
    상기 전력 반도체 소자(2)와 상기 제1 세라믹 커패시터 사이에 배치되는 제1 부분과,
    상기 전력 반도체 소자(2)와 상기 제2 세라믹 커패시터 사이에 배치되는 제2 부분과,
    상기 전력 반도체 소자(2) 상의 상기 이격 공간에 배치되는 제3 부분을 포함하고,
    상기 층(7)의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 제3 부분을 통해 서로 연결되는, 모듈(1).
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 세라믹 커패시터 각각은,
    상기 은을 구비하는 층(7) 상에 수직 방향으로 배치되고, 일단이 상기 은을 구비하는 층(7)과 직접 연결되는 내부 전극(5)을 포함하는, 모듈(1).
KR1020187031852A 2016-04-06 2017-04-05 모듈 KR102341880B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016106284.7A DE102016106284A1 (de) 2016-04-06 2016-04-06 Modul
DE102016106284.7 2016-04-06
PCT/EP2017/058125 WO2017174662A1 (de) 2016-04-06 2017-04-05 Modul

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180132111A KR20180132111A (ko) 2018-12-11
KR102341880B1 true KR102341880B1 (ko) 2021-12-23

Family

ID=58489358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187031852A KR102341880B1 (ko) 2016-04-06 2017-04-05 모듈

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11212947B2 (ko)
EP (2) EP3440682B1 (ko)
JP (1) JP6767501B2 (ko)
KR (1) KR102341880B1 (ko)
CN (1) CN108885940B (ko)
DE (1) DE102016106284A1 (ko)
WO (1) WO2017174662A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108288653B (zh) * 2018-01-10 2020-01-21 嘉善品智联科技有限公司 一种具有参考电容的传感器件及其制造方法
DE102020216473A1 (de) 2020-12-22 2022-06-23 Zf Friedrichshafen Ag Snubber-kondensator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304158A (ja) * 2003-03-19 2004-10-28 Ngk Spark Plug Co Ltd コンデンサ、半導体素子付きコンデンサ、コンデンサ付き基板、半導体素子とコンデンサと基板とからなる構造体、中継基板、半導体素子付き中継基板、中継基板付き基板、半導体素子と中継基板と基板とからなる構造体
JP2009059944A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2014029944A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Aisin Aw Co Ltd スイッチング素子ユニット
JP2015518459A (ja) * 2012-04-10 2015-07-02 エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ セラミック材料およびこのセラミック材料を備えるコンデンサ

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444296A (en) * 1993-11-22 1995-08-22 Sun Microsystems, Inc. Ball grid array packages for high speed applications
DE19611046A1 (de) * 1996-03-20 1997-09-25 Siemens Ag Halbleitervorrichtung
US5936399A (en) 1997-09-16 1999-08-10 Mitutoyo Corporation Inductive position transducer having a multi-tap receiver winding
JP4009056B2 (ja) * 2000-05-25 2007-11-14 三菱電機株式会社 パワーモジュール
JP2002233140A (ja) * 2001-01-30 2002-08-16 Fuji Electric Co Ltd 超小型電力変換装置
DE10141877B4 (de) * 2001-08-28 2007-02-08 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil und Konvertereinrichtung
US7463474B2 (en) * 2002-04-15 2008-12-09 Avx Corporation System and method of plating ball grid array and isolation features for electronic components
US7327554B2 (en) 2003-03-19 2008-02-05 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Assembly of semiconductor device, interposer and substrate
US20070035013A1 (en) * 2003-05-09 2007-02-15 Hiroyuki Handa Module with built-in circuit elements
JP4609296B2 (ja) * 2005-12-05 2011-01-12 株式会社日立製作所 高温半田及び高温半田ペースト材、及びそれを用いたパワー半導体装置
US20080010798A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Borland William J Thin film dielectrics with co-fired electrodes for capacitors and methods of making thereof
KR101489325B1 (ko) * 2007-03-12 2015-02-06 페어차일드코리아반도체 주식회사 플립-칩 방식의 적층형 파워 모듈 및 그 파워 모듈의제조방법
JP5188256B2 (ja) * 2008-04-30 2013-04-24 新光電気工業株式会社 キャパシタ部品の製造方法
CN101325165A (zh) 2008-07-24 2008-12-17 哈尔滨海格科技发展有限责任公司 散热器与功率元器件的低热阻接合方法
DE102009045181B4 (de) * 2009-09-30 2020-07-09 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
JP5902627B2 (ja) 2009-12-21 2016-04-13 エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ 温度依存的なコンデンサ、およびコンデンサモジュール
JP4870223B1 (ja) * 2010-09-02 2012-02-08 ニホンハンダ株式会社 ペースト状銀粒子組成物、金属製部材接合体の製造方法および金属製部材接合体
US8269330B1 (en) * 2011-04-22 2012-09-18 Cyntec Co., Ltd. MOSFET pair with stack capacitor and manufacturing method thereof
DE102012202765B3 (de) * 2012-02-23 2013-04-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Halbleitermodul
JP5915350B2 (ja) * 2012-04-19 2016-05-11 富士電機株式会社 パワー半導体モジュール
CN202996592U (zh) * 2012-11-20 2013-06-12 比亚迪股份有限公司 一种电容器
KR101359134B1 (ko) 2012-12-28 2014-02-06 연세대학교 산학협력단 도전율 및 자화율 복원 장치 및 방법과 이에 관한 기록매체
DE102013200242A1 (de) * 2013-01-10 2014-07-10 Robert Bosch Gmbh Piezoelektrisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils
DE102013102278A1 (de) * 2013-03-07 2014-09-11 Epcos Ag Kondensatoranordnung
JP6314480B2 (ja) * 2014-01-09 2018-04-25 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品の製造方法
DE102014213784A1 (de) * 2014-07-16 2016-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter
JP2018018938A (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304158A (ja) * 2003-03-19 2004-10-28 Ngk Spark Plug Co Ltd コンデンサ、半導体素子付きコンデンサ、コンデンサ付き基板、半導体素子とコンデンサと基板とからなる構造体、中継基板、半導体素子付き中継基板、中継基板付き基板、半導体素子と中継基板と基板とからなる構造体
JP2009059944A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2015518459A (ja) * 2012-04-10 2015-07-02 エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ セラミック材料およびこのセラミック材料を備えるコンデンサ
JP2014029944A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Aisin Aw Co Ltd スイッチング素子ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
EP3440682A1 (de) 2019-02-13
JP6767501B2 (ja) 2020-10-14
DE102016106284A1 (de) 2017-10-12
WO2017174662A1 (de) 2017-10-12
EP4163942B1 (de) 2024-02-21
US11212947B2 (en) 2021-12-28
KR20180132111A (ko) 2018-12-11
CN108885940B (zh) 2021-07-20
US20190116687A1 (en) 2019-04-18
CN108885940A (zh) 2018-11-23
EP4163942A1 (de) 2023-04-12
JP2019519907A (ja) 2019-07-11
EP3440682B1 (de) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5351107B2 (ja) コンデンサの冷却構造およびインバータ装置
EP3185292B1 (en) Power conversion device
JP5935672B2 (ja) スイッチング素子ユニット
CN107871733B (zh) 半导体模块
US10748711B2 (en) Capacitor assembly
KR102341880B1 (ko) 모듈
EP3669396B1 (en) Led module
US8754462B2 (en) Semiconductor device
CN113614865A (zh) 具有集成无源件的功率模块的封装件
KR20160076638A (ko) 복합 전자부품 및 그 실장 기판
KR20160007222A (ko) 복합 전자부품 및 그 실장 기판
JP6979997B2 (ja) 電力用半導体装置
JP5851666B1 (ja) 電力変換装置
JP6584333B2 (ja) パワーモジュール
KR101558075B1 (ko) 복합 전자부품 및 그 실장 기판
JP7096231B2 (ja) 電力変換装置
KR101701011B1 (ko) 복합 전자 부품
KR20150072790A (ko) 복합 전자부품 및 이를 포함하는 전원 공급 장치
KR20220129076A (ko) 알루미늄 스너버 커패시터가 통합된 전력 모듈
JP2015005540A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right