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DE102009055882B4 - Leistungshalbleitervorrichtung - Google Patents

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DE102009055882B4
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semiconductor device
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Abstract

Leistungshalbleitervorrichtung (100), die folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul (80), das in Spritzharz (2) eingekapselt ist; und ein Einsetzgehäuse (20) zum Einsetzen des Leistungshalbleitermoduls in dieses, wobei das Leistungshalbleitermodul folgendes aufweist: Leistungshalbleiterelemente (5), die auf einem Verdrahtungsmuster (3c) eines Schaltungssubstrats (3) angebracht sind; und Öffnungen aufweisende zylindrische Leiter (1), die mit dem Verdrahtungsmuster derart verbunden sind, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem Verdrahtungsmuster erstrecken, wobei die Öffnungen an einer Oberfläche des Spritzharzes (2) freiliegen, wobei das Einsetzgehäuse (20) folgendes aufweist: einen Deckenbereich (20a) und periphere Wände (20b); einen dem Deckenbereich (20a) gegenüberliegenden offenen Bereich; und externe Anschlüsse (10, 11), die in den Deckenbereich (20a) eingepasst und durch diesen hindurchgeführt sind und die außenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer äußeren Oberfläche des Deckenbereichs (20a) sowie innenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer inneren Oberfläche des Deckenbereichs (20a) aufweisen, und wobei das Leistungshalbleitermodul (80) derart in das Innere des Einsetzgehäuses (20) eingesetzt ist, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse in die zylindrischen Leiter eingeführt sind, wobei die externen Anschlüsse jeweils eine Vielzahl innenseitiger Verbindungsbereiche (10b, 11b) aufweisen und die Vielzahl der innenseitigen Verbindungsbereiche über eine in den Deckenbereich (40a) des Einsetzgehäuses (40) eingebettete interne Verdrahtung (10c, 11c) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der ein Leistungshalbleitermodul verwendet wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Leistungshalbleitervorrichtung, die in ihrer Größe bzw. ihren Abmessungen kleiner ausgebildet ist und die ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Produktivität aufweist.
  • Die Druckschrift DE 11 2008 000 229 T5 betrifft eine im Harzinjektionsverfahren bzw. RTM-Verfahren gebildete, harzgekapselte Leistungshalbleitervorrichtung, die eine kleine Größe aufweist und einen Betrieb mit hohem Strom realisiert.
  • Die Druckschrift JP 9-321 216 A betrifft ein Leistungshalbleitermodul, welches in einem Gehäuse aus Kunstharz eingesetzt ist.
  • Bei Leistungshalbleitervorrichtungen besteht die Anforderung, dass sie in ihrer Größe kleiner ausgebildet werden und mit hohem Strom arbeiten. Eine Verfahrensweise zum Realisieren eines solchen Betriebs mit hohem Strom besteht darin, Leistungshalbleitermodule mit der gleichen Kapazität in Parallelschaltung zueinander anzuordnen und auf diese Weise einen Betrieb mit hohem Strom zu verwirklichen.
  • Bei einem bereits bekannten Verfahren zum Reduzieren der Größe einer Leistungshalbleitervorrichtung wird ein in Spritzharz gekapseltes Leistungshalbleitermodul verwendet. Unter diesen in Spritzharz eingeschlossenen Leistungshalbleitermodulen ist ein Leistungshalbleitermodul, bei dem die Größenreduzierung besonders ausgeprägt verwirklicht ist, folgendermaßen ausgebildet: Leistungshalbleiterelemente sind auf einer Schaltungsstruktur eines Schaltungssubstrats angebracht; Anschlüsse für die Verbindung mit einer externen Verdrahtung sind mit der Schaltungsstruktur derart verbunden, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig zu einer Oberfläche der Schaltungsstruktur erstrecken; und die Anschlüsse liegen an einer Oberfläche des Spritzharzes frei.
  • Ein Kupferblock, ein Zylinder mit einer Schraubenöffnung und eine durch Harzinjektion festgelegte Mutter werden jeweils für einen Anschluss des Leistungshalbleitermoduls verwendet. Der Anschluss, bei dem es sich um einen Kupferblock handelt, wird durch Löten mit der externen Verdrahtung verbunden. Der Anschluss, bei dem es sich um einen Zylinder mit einer Schraubenöffnung handelt, oder der Anschluss, bei dem eine Mutter durch Harzinjektion festgelegt wird, wird mit der externen Verdrahtung durch eine Schraube verbunden (siehe z. B. Seiten 7 und 8, sowie 2 und 3 der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2007-184 315 A (die im folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet wird)).
  • Wenn derartige in dem Patentdokument 1 beschriebene Leistungshalbleitermodule parallel zueinander geschaltet werden, um einen Betrieb mit hohem Strom zu realisieren, werden Verdrahtungskomponenten zwischen den Leistungshalbleitermodulen durch Verlöten oder mittels Schrauben miteinander verbunden. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Verbindung der Verdrahtungskomponenten für jedes Leistungshalbleitermodul nacheinander auszuführen. Auch muss bei jedem Leistungshalbleitermodul die Verbindung einer Verdrahtungskomponente für jeden der mehreren in diesem vorhandenen Anschlüsse ausgeführt werden.
  • Da die Verbindung für jedes einzelne Leistungshalbleitermodul und für jeden der Vielzahl von Anschlüssen ausgeführt wird, ist die Anzahl der Verdrahtungskomponenten für die Verbindungen groß, die Verbindungsvorgänge sind komplex und die Anzahl der erforderlichen Verbindungsvorgänge ist groß. Dies führt zu einer geringen Produktivität bei der Leistungshalbleitervorrichtung, die hohe Kosten verursacht. Weiterhin ist Platz zwischen den Leistungshalbleitermodulen erforderlich, um den Verbindungsvorgang an den Verdrahtungskomponenten auszuführen. Dies führt dazu, dass zwischen den Leistungshalbleitermodulen ein großer Zwischenraum vorhanden ist, wobei dies zu dem Problem führt, dass die Leistungshalbleitervorrichtung große Abmessungen besitzt.
  • Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme geschaffen worden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Leistungshalbleitervorrichtung mit verbesserter Produktivität und reduzierten Kosten aufgrund einer reduzierten Größe und ihrer vereinfachten Verdrahtung, wobei die Leistungshalbleitervorrichtung Leistungshalbleiterelemente verwendet, die im Transfer-Molding-Verfahren bzw. Harzinjektionsverfahren in Spritzharz eingekapselt sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Leistungshalbleitervorrichtung, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein in Spritzharz eingekapseltes Leistungshalbleitermodul sowie ein Einsetzgehäuse zum Einsetzen des Leistungshalbleitermoduls in dieses auf. Das Leistungshalbleitermodul beinhaltet Leistungshalbleiterelemente, die auf einem Verdrahtungsmuster eines Schaltungssubstrats angebracht sind, sowie Öffnungen aufweisende zylindrische Leiter, die mit dem Verdrahtungsmuster derart verbunden sind, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem Verdrahtungsmuster erstrecken, wobei die Öffnungen an einer Oberfläche des Spritzharzes freiliegen.
  • Das Einsetzgehäuse besitzt einen Deckenbereich und periphere Wände, einen dem Deckenbereich gegenüberliegenden Bereich sowie externe Anschlüsse, die in den Deckenbereich eingepasst und durch diesen hindurchgeführt sind und die außenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer äußeren Oberfläche des Deckenbereichs sowie innenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer inneren Oberfläche des Deckenbereichs aufweisen.
  • Das Leistungshalbleitermodul ist derart in das Innere des Einsetzgehäuses eingesetzt, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse in die zylindrischen Leiter eingeführt sind. Die externen Anschlüsse weisen jeweils eine Vielzahl innenseitiger Verbindungsbereiche auf, und die Vielzahl der innenseitigen Verbindungsbereiche sind über eine in den Deckenbereich des Einsetzgehäuses eingebettete interne Verdrahtung miteinander verbunden. Auf diese Weise lässt sich die Größe der Leistungshalbleitervorrichtung reduzieren, wobei ihre Verdrahtung vereinfacht ist.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel;
  • 2A eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung eines Leistungshalbleitermoduls zur Verwendung bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel;
  • 2B eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung der Anordnung von Komponenten des Leistungshalbleitermoduls gemäß 2A;
  • 3A eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung eines Einsetzgehäuses, das bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
  • 3B eine schematische Schnittdarstellung des Einsetzgehäuses gemäß 1;
  • 4 eine Darstellung, bei der das Leistungshalbleitermodul in das Einsetzgehäuse der Leistungshalbleitervorrichtung des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels eingesetzt wird;
  • 5A eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem weiteren nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel;
  • 5B eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung von Leistungshalbleitermodulen zur Verwendung bei der in 5A gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung;
  • 6 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Einsetzgehäuses, das bei einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 7 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Einsetzgehäuses, das bei einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem weiteren nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel verwendet wird;
  • 8 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Einsetzgehäuses, das bei einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem weiteren nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel verwendet wird;
  • 9A eine Darstellung eines dritten externen Anschlusses zur Verwendung bei der in 8 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung;
  • 9B eine Darstellung eines vierten externen Anschlusses zur Verwendung bei der in 8 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung;
  • 9C eine Darstellung eines fünften externen Anschlusses zur Verwendung bei der in 8 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung; und
  • 9D eine Darstellung eines sechsten externen Anschlusses zur Verwendung bei der in 8 gezeigten Leistungshalbleitervorrichtung.
  • Erstes nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel
  • Ein erstes nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel einer Leistungshalbleitervorrichtung ist in der schematischen Schnittdarstellung gemäß 1 veranschaulicht.
  • Wie in 1 gezeigt, ist bei einer Leistungshalbleitervorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Leistungshalbleitermodul 80 in ein Einsetzgehäuse 20 eingesetzt. Das Einsetzgehäuse 20 ist mit externen Anschlüssen 9 versehen, die in das Innere des Einsetzgehäuses 20 hineinragende Bereiche aufweisen. Diese Bereiche sind in zylindrische Leiter 1 des Leistungshalbleitermoduls 80 eingeführt sowie mit diesen verbunden, wobei die zylindrischen Leiter 1 jeweils eine Öffnung an einer Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls 80 (die im folgenden als obere Oberfläche bezeichnet wird) aufweisen, wobei die obere Oberfläche einer inneren Oberfläche des Einsetzgehäuses 20 zugewandt gegenüberliegt.
  • 2A zeigt eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung des Leistungshalbleitermoduls zur Verwendung bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem ersten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel. 2B zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung der Anordnung von Komponenten des Leistungshalbleitermoduls gemäß 2A.
  • Wie in 2A gezeigt, ist das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Leistungshalbleitermodul 80 in Spritzharz 2 eingekapselt, das äußerst zuverlässig ist.
  • Die Öffnung jedes zylindrischen Leiters 1 liegt an der oberen Oberfläche des Spritzharzes 2 frei.
  • Wie in 2B gezeigt, sind bei dem bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Leistungshalbleitermodul 80 Leistungshalbleiterelemente 5 über ein elektrisch leitfähiges Haftmaterial, wie z. B. ein Lötmaterial, auf einem Schaltungssubstrat 3 aus Metall angebracht, bei dem es sich um ein Schaltungssubstrat handelt, bei dem Verdrahtungsmuster 3c über einer metallischen Basisplatte 3a ausgebildet sind, wobei ein Isolierflächenkörper 3b, bei dem es sich um eine Isolierschicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit handelt, zwischen der metallischen Basisplatte 3a und den Verdrahtungsmustern 3c angeordnet ist. Bei dem Leistungshalbleitermodul 80 erfolgt die Verdrahtung durch Drahtbonden. Die zylindrischen Leiter 1 sind mit den Verdrahtungsmustern 3c derart verbunden, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig zu einer Oberfläche der Verdrahtungsmuster 3c erstrecken.
  • Das metallische Schaltungssubstrat 3, die Leistungshalbleiterelemente 5, die Drahtbondverbindungen und die zylindrischen Leiter 1 sind in das Spritzharz 2 eingekapselt. Eine der Oberfläche mit den Verdrahtungsmustern 3c entgegengesetzte Oberfläche der metallischen Basisplatte 3a sowie die Öffnung jedes zylindrischen Leiters 1 liegen jedoch aus dem Spritzharz 2 frei.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das metallische Schaltungssubstrat 3 als Schaltungssubstrat verwendet. Jedoch kann anstelle des metallischen Schaltungssubstrats 3 auch ein keramisches Schaltungssubstrat verwendet werden. Alternativ hierzu kann auch ein Substrat verwendet werden, das durch Verbinden eines keramischen Schaltungssubstrats und einer metallischen Basisplatte durch Löten gebildet ist.
  • 3A zeigt eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung des Einsetzgehäuses, das für die Leistungshalbleitervorrichtung 100 gemäß dem ersten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel verwendet wird. 3B zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Einsetzgehäuses gemäß 3A.
  • Wie in den 3A und 3B gezeigt, weist das Einsetzgehäuse 20 dann, wenn das Leistungshalbleitermodul 80 in das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Einsetzgehäuse 20 eingesetzt ist, einen der oberen Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls 80 zugewandt gegenüberliegenden Bereich 20a (der im folgenden als Deckenbereich 20a bezeichnet wird) sowie periphere Wände 20b auf, die periphere Seitenbereiche des Leistungshalbleitermoduls 80 umgeben. Die dem Deckenbereich 20 gegenüberliegende Seite des Einsetzgehäuses 20 ist offen.
  • Ein Paar periphere Wände 20b, die einander zugewandt gegenüberliegen, weisen Flanschbereiche 20c auf, die an der offenen Seite des Einsetzgehäuses 20 vorgesehen sind. In den Flanschbereichen 20c ist jeweils eine Durchgangsöffnung 7 ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 7 werden zum Festlegen des Leistungshalbleitermoduls 80 an einer Kühlrippe bzw. einem Kühlkörper (nicht gezeigt) verwendet.
  • An der Innenfläche jeder peripheren Seitenwand 20b des Einsetzgehäuses 20 ist eine Rippe 8 ausgebildet.
  • Der Deckenbereich 20a des Einsetzgehäuses 20 ist mit zwei Arten von externen Anschlüssen versehen. Bei der einen Art der externen Anschlüsse handelt es sich um erste externe Anschlüsse 10, von denen jeder einen Verbindungsbereich, der an der Seite der äußeren Oberfläche des Deckenbereichs 20a freiliegt (und im folgenden auch als außenseitiger Verbindungsbereich bezeichnet wird), wobei der außenseitige Verbindungsbereich eine Gewindekonstruktion hat, sowie einen auf die Seite der inneren Oberfläche des Deckenbereichs 20a hervorstehenden Verbindungsbereich (der im folgenden auch als innenseitiger Verbindungsbereich bezeichnet wird) aufweist, wobei der innenseitige Verbindungsbereich eine Presspassungsausbildung hat.
  • Bei der anderen Art der externen Anschlüsse handelt es sich um zweite externe Anschlüsse 11, die jeweils auf der Seite der äußeren Oberfläche des Deckenbereichs 20a einen außenseitigen Verbindungsbereich mit einer stangenförmigen Ausbildung aufweisen und auf der Seite der inneren Oberfläche des Deckenbereichs 20a einen innenseitigen Verbindungsbereich mit einer Presspassungsausbildung aufweisen. Eine in den Deckenbereich 20a des Einsetzgehäuses 20 eingebettete Mutter wird für den mit der Gewindekonstruktion ausgebildeten Verbindungsbereich jedes ersten externen Anschlusses 10 verwendet. Die Größe der Mutter wird auf der Basis der Stromführungskapazität geeignet festgelegt.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Einsetzgehäuse 20 im Harzinjektionsverfahren gebildet, wobei die ersten und die zweiten externen Anschlüsse 10 und 11 gleichzeitig in dem Deckenbereich 20a des Einsetzgehäuses 20 vorgesehen werden. Vorzugsweise wird PPS (Polyphenylensulfid), PBT (Polybutylentherephthalat) oder dergleichen als thermoplastisches Harzmaterial für das Einsetzgehäuse 20 verwendet.
  • Es kann jedoch jedes beliebige für das Harzinjektionsverfahren geeignete Harzmaterial verwendet werden.
  • Die für das Festlegen an dem Kühlkörper verwendeten Durchgangsöffnungen 7 jedes Flanschbereichs 20c des Einsetzgehäuses 20 sind an einer Stelle vorgesehen, an der ein von dem Kühlkörper auf das Leistungshalbleitermodul 80 aufgebrachter Druck am größten ist. Bei den Durchgangsöffnungen 7 kann es sich um eine blanke Öffnung aus thermoplastischem Harzmaterial handeln. Es ist jedoch wünschenswert, dass ein Metallzylinder in die Öffnungen eingesetzt ist, so dass eine höhere Klemmkraft erzielt werden kann.
  • 4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Art und Weise, in der das Leistungshalbleitermodul in das Einsetzgehäuse der Leistungshalbleitervorrichtung des ersten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiels eingesetzt wird.
  • Wenn das Leistungshalbleitermodul 80 in das Einsetzgehäuse 20 eingesetzt ist, wie es in 4 gezeigt ist, werden Bereiche 10b mit Presspassungsausbildung, welche die innenseitigen Verbindungsbereiche der ersten externen Anschlüsse 10 sind, und Bereiche 11b mit Presspassungsausbildung, bei denen es sich um die innenseitigen Verbindungsbereiche der zweiten externen Anschlüsse 11 handelt, in die zylindrischen Leiter 1 des Leistungshalbleitermoduls 80 eingeführt und mit diesen verbunden.
  • Dadurch werden Bereiche 10a mit Gewindekonstruktion, bei denen es sich um die außenseitigen Verbindungsbereiche der ersten externen Anschlüsse 10 handelt, und Bereiche 11a mit stangenförmiger Ausbildung, bei denen es sich um die außenseitigen Verbindungsbereiche der zweiten externen Anschlüsse 11 handelt, in leitende Verbindung mit vorbestimmten Schaltungen des Leistungshalbleitermoduls 80 gebracht. Damit wird die Leistungshalbleitervorrichtung 100 gebildet.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die ersten externe Anschlüsse 10 für den Ausgang für hohen Strom verwendet, und die zweiten externen Anschlüsse 11 werden für Gatesignale und Emittersignale des Leistungshalbleitermoduls verwendet.
  • Bei der Leistungshalbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich bei den mit einer Gewindekonstruktion versehenen Bereichen 10a der ersten externen Anschlüsse 10 und den mit einer stangenförmigen Ausbildung versehenen Bereichen 11a der zweiten externen Anschlüsse 11, die beide auf der Seite der äußeren Oberfläche des Deckenbereichs des Einsetzgehäuses 20 angeordnet sind, um Bereiche, die mit den jeweiligen Schaltungen des Leistungshalbleitermoduls 80 leitend verbunden sind.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung 100 kann somit in einfacher Weise z. B. an einem leitfähigen Bereich eines Sammelschienen-Substrats oder an einem plattenförmigen Metalleiter angebracht werden; die Anzahl der Verdrahtungsvorgänge in einem Fall, in dem eine Vielzahl von Leistungshalbleitervorrichtungen 100 zum Zweck einer Kapazitätserhöhung verwendet wird, lässt sich niedrig halten; die Leistungshalbleitervorrichtung 100 besitzt eine ausgezeichnete Produktivität; und ein Abstand zwischen den Leistungshalbleitervorrichtungen lässt sich vermindern, so dass sich eine Größenreduzierung verwirklichen lässt.
  • Ferner kann die Verdrahtung zwischen der Vielzahl von Leistungshalbleitervorrichtungen über den leitfähigen Bereich, den plattenförmigen Metalleiter oder dergleichen stattfinden. Infolgedessen lässt sich die Anzahl der Verdrahtungskomponenten reduzieren, so dass sich somit auch eine Kostenreduzierung verwirklichen lässt.
  • Bei der Leistungshalbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Rippen 8 im Inneren des Einsetzgehäuses 20 vorgesehen. Auf diese Weise kann eine Tiefe festgelegt werden, auf die die mit der Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 10b und 11b der ersten und der zweiten externen Anschlüsse in die zylindrischen Leiter 1 des Leistungshalbleitermoduls 80 eingeführt werden. Auf diese Weise können die externen Anschlüsse exakt festgelegt werden, und die Verbindungszuverlässigkeit der externen Anschlüsse wird verbessert.
  • Da bei der Leistungshalbleitervorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die externen Anschlüsse des Einsetzgehäuses 20 mit den zylindrischen Leitern 1 des Leistungshalbleitermoduls 80 durch Einpress-Verbindung verbunden werden, ist deren Verbindungszuverlässigkeit bei Messung in einem Vibrationstest oder dergleichen höher als im Fall einer Lötverbindung. Ferner besteht ein Vorteil darin, dass mehrere Verbindungen gleichzeitig hergestellt werden können. Darüber hinaus lässt sich das Leistungshalbleitermodul 80 in einfacher Weise entfernen, so dass die Leistungshalbleitervorrichtung 100 auch ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Reparaturmöglichkeiten aufweist.
  • Zweites nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel
  • 5A zeigt eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem zweiten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel. 5B zeigt eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung von Leistungshalbleitermodulen zur Verwendung bei der Leistungshalbleitervorrichtung der 5A.
  • Eine Leistungshalbleitervorrichtung 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ergibt sich als Resultat davon, dass drei in 5B gezeigte Leistungshalbleitermodule 80 in ein einziges Einsetzgehäuse 30 eingesetzt werden.
  • Obwohl es sich bei dem für die Leistungshalbleitervorrichtung 200 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendeten Einsetzgehäuse 30 um den gleichen Typ wie bei dem Einsetzgehäuse des ersten Ausführungsbeispiels handelt, ermöglicht die Größe des Einsetzgehäuses 30, dass drei Leistungshalbleitermodule 80 auf einmal in das Einsetzgehäuse eingesetzt werden können. Ein Deckenbereich 30a des Einsetzgehäuses 30 ist mit externen Anschlüssen für die drei Leistungshalbleitermodule 80 versehen.
  • Diese externen Anschlüsse werden in die in den Leistungshalbleitermodulen 80 vorgesehenen zylindrischen Leiter 1 eingeführt und mit diesen verbunden. Die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten externen Anschlüsse sind mit den externen Anschlüssen 10 identisch, und die zweiten externen Anschlüsse 11 sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Da die Leistungshalbleitervorrichtung 200 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweist, bietet die Leistungshalbleitervorrichtung 200 die gleichen Effekte wie die Leistungshalbleitervorrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels. Ferner kann eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen näher beieinander angeordnet werden, so dass eine noch stärkere Größenreduzierung der Leistungshalbleitervorrichtung ermöglicht wird.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Leistungshalbleitermodule drei. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Leistungshalbleitermodulen eingesetzt werden, soweit dies körperlich möglich ist.
  • Ferner handelt es sich bei den bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einzusetzenden Leistungshalbleitermodulen um die Leistungshalbleitermodule 80, wie diese in 2 gezeigt sind. Jedoch sind die einzusetzenden Leistungshalbleitermodule nicht auf diese beschränkt.
  • Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
  • 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Einsetzgehäuses, das für eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 6 gezeigt ist, sind die ersten externen Anschlüsse 10 eines Einsetzgehäuses 40 der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels jeweils mit einer Vielzahl von Bereichen 10b mit Presspassungsausbildung versehen, bei denen es sich um innenseitige Verbindungsbereiche handelt.
  • Der mit einer Gewindekonstruktion versehene Bereich 10a jedes ersten externen Anschlusses 10, bei dem es sich um einen außenseitigen Verbindungsbereich handelt, und die Vielzahl der Bereiche 10b mit Presspassungsausbildung, die die innenseitigen Verbindungsbereiche bilden, sind durch eine interne Verdrahtung 10c miteinander verbunden, die in einen Deckenbereich 40a des Einsetzgehäuses 40 eingebettet vorgesehen ist.
  • Auch der zweite externe Anschluss 11 ist mit einer Vielzahl von Bereichen 11b mit Presspassungsausbildung versehen, bei denen es sich um innenseitige Verbindungsbereiche handelt. Der mit einer stangenförmigen Ausbildung versehene Bereich 11a, bei dem es sich um einen außenseitigen Verbindungsbereich handelt, und die Vielzahl der Bereiche 11b mit Presspassungsausbildung, bei denen es sich um innenseitige Verbindungsbereiche handelt, sind durch eine interne Verdrahtung 11c miteinander verbunden, die in den Deckenbereich 40a des Einsetzgehäuses 40 eingebettet ist. Ein Material vom Kupfer-Typ, das ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweist, wird für die internen Verdrahtungen 10c und 11c verwendet.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die internen Verdrahtungen 10c und 11c in den Deckenbereich des Einsetzgehäuses 40 eingebettet. Alternativ hierzu können die externen Verdrahtungen 10c und 11c auch derart vorgesehen sein, dass sie mit der Innenfläche des Deckenbereichs 40 des Einsetzgehäuses 40 in Kontakt stehen.
  • Ferner wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Leistungshalbleitermodul in das Einsetzgehäuse 40 eingesetzt, und die mit Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 10b, bei denen es sich um die innenseitigen Verbindungsbereiche der ersten externen Anschlüsse 10 handelt, sowie die mit Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 11b, bei denen es sich um die innenseitigen Verbindungsbereiche der zweiten externen Anschlüsse 11 handelt, werden in entsprechender Weise in die zylindrischen Leiter des Leistungshalbleitermoduls eingesetzt (nicht gezeigt) und mit diesen verbunden. Auf diese Weise wird die Leistungshalbleitervorrichtung gebildet.
  • Bei der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist jeder erste externe Anschluss 10 des Einsetzgehäuses 40 das Resultat der Verbindung der mit der Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 10b, bei denen es sich um eine Vielzahl von innenseitigen Verbindungsbereichen handelt, mit dem mit der Gewindekonstruktion versehenen Bereich 10a, bei dem es sich um einen einzelnen außenseitigen Verbindungsbereich handelt, über die interne Verdrahtung 10c.
  • Auch der zweite externe Anschluss 11 ist als Resultat der Verbindung der mit der Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 11b, bei denen es sich um eine Vielzahl von innenseitigen Verbindungsbereichen handelt, mit dem mit einer stangenförmigen Ausbildung versehenen Bereich 11a, bei dem es sich um einen einzelnen außenseitigen Verbindungsbereich handelt, über die interne Verdrahtung 11c gebildet. An der Außenseite des Einsetzgehäuses 40 sind somit keine externe Verdrahtung zwischen den ersten externen Anschlüssen und keine externe Verdrahtung zwischen den zweiten externen Anschlüssen mehr nötig.
  • Infolgedessen erzielt die Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleichen Effekte wie die Leistungshalbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels. Außerdem kann die Größe der Leistungshalbleitervorrichtung noch weiter reduziert werden, und der Herstellungsvorgang für die Leistungshalbleitervorrichtung lässt sich vereinfachen.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auch eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen in ein einzelnes Einsetzgehäuse eingesetzt werden.
  • Drittes nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel
  • 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Einsetzgehäuses, das für eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem dritten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • Wie in 7 gezeigt, ist eine gedruckte Steuer-Schaltungsplatte 13 im Inneren eines Einsetzgehäuses 50 der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen.
  • Die Steuer-Schaltungsplatte 13 ist zwischen einem Deckenbereich 50a und Bereichen des Einsetzgehäuses 50 vorgesehen, in denen die Rippen 8 gebildet sind. Auf diese Weise kommt es zu keinen Schwierigkeiten beim Einsetzen eines Leistungshalbleitermoduls.
  • Weiterhin ist eine Vielzahl von Schaltungsplattenanschlüssen 13b jeweils mit Presspassungsausbildung auf einer dem Leistungshalbleitermodul zugewandt gegenüberliegenden Oberfläche der Steuer-Schaltungsplatte 13 vorgesehen. Diese Schaltungsplattenanschlüsse 13b sind über eine Verdrahtung im Inneren der Schaltungsplatte miteinander elektrisch verbunden sowie mit dem innenseitigen Verbindungsbereich des zweiten externen Anschlusses 11 elektrisch verbunden, der in dem Deckenbereich 50a des Einsetzgehäuses 50 vorgesehen ist. Außerdem ragen die mit einer Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 10b der ersten externen Anschlüsse durch die Steuer-Schaltungsplatte 13 hindurch.
  • Die Steuer-Schaltungsplatte 13 wird entweder in einem Verfahren eingebracht, in dem die Steuer-Schaltungsplatte 12 zum Zeitpunkt des Formvorgangs des Einsetzgehäuses in eine Form gesetzt wird und die Steuer-Schaltungsplatte 13 während des Formvorgangs in das Einsetzgehäuse integriert wird, oder in einem Verfahren, in dem die Steuer-Schaltungsplatte 13 in das Innere des Einsetzgehäuses eingepasst wird, nachdem das Einsetzgehäuse in einem Formvorgang gebildet worden ist.
  • Im Hinblick auf die Kosten ist es vorteilhafter, ein Verfahren zu verwenden, bei dem die Steuer-Schaltungsplatte 13 in das Innere des in dem Formvorgang gebildeten Einsetzgehäuses eingepasst wird. Wenn die Steuer-Schaltungsplatte 13 in das Innere des in dem Formvorgang gebildeten Einsetzgehäuses eingepasst wird, so wird die Steuer-Schaltungsplatte 13 nach dem Einpassen in das Innere des geformten Einsetzgehäuses mit dem zweiten externen Anschluss 11 durch Löten oder dergleichen verbunden.
  • Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Leistungshalbleitermodul in das Einsetzgehäuse 50 eingesetzt, und die mit Presspassungsausbildung versehenen Bereiche 10b, bei denen es sich um die innenseitigen Verbindungsbereiche der ersten externen Anschlüsse 10 handelt, sowie die jeweils mit Presspassungsausbildung versehenen Schaltungsplattenanschlüsse 13b der Steuer-Schaltungsplatte 13 werden in entsprechender Weise in die zylindrischen Leiter des Leistungshalbleitermoduls (nicht gezeigt) eingesetzt und mit diesen verbunden. Auf diese Weise wird die Leistungshalbleitervorrichtung gebildet.
  • Bei der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Steuer-Schaltungsplatte 13 im Inneren des Einsetzgehäuses 50 vorgesehen, und die Vielzahl der auf der Steuer-Schaltungsplatte 13 vorgesehenen Schaltungsplattenanschlüsse 13b ist mit dem zweiten externen Anschluss 11 verbunden. Somit ist an der Außenseite des Einsetzgehäuses 50 keine externe Verdrahtung mehr erforderlich.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt somit die gleichen Effekte wie die Leistungshalbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels. Außerdem kann die Leistungshalbleitervorrichtung in ihrer Größe weiter reduziert werden, und der Herstellungsvorgang der Leistungshalbleitervorrichtung lässt sich vereinfachen.
  • Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen in ein einzelnes Einsetzgehäuse eingesetzt werden.
  • Viertes nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel
  • 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Einsetzgehäuses, das für eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem vierten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • Wie in 8 gezeigt, weisen alle externen Anschlüsse 12 eines Einsetzgehäuses 60 der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels jeweils auf der Seite der äußeren Oberfläche eines Deckenbereichs 60a einen außenseitigen Verbindungsbereich mit stangenförmiger Ausbildung sowie auf der Seite der inneren Oberfläche des Deckenbereichs 60a einen innenseitigen Verbindungsbereich mit Presspassungsausbildung auf.
  • Die 9A bis 9D zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung eines dritten externen Anschluss, eines vierten externen Anschlusses, eines fünften externen Anschlusses und eines sechsten externen Anschlusses zur Verwendung bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß dem vierten nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel.
  • Bei den externen Anschlüssen 12 zur Verwendung bei der Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich in der in den 9A bis 9D dargestellten Weise jeweils um: einen dritten externen Anschluss 12a, dessen außenseitiger Verbindungsbereich auf der Seite der äußeren Oberfläche des Deckenbereichs 60a des Einsetzgehäuses eine Schraubenfederausbildung aufweist; einen vierten externen Anschluss 12b, dessen außenseitiger Verbindungsbereich eine plattenfederartige Ausbildung aufweist; einen fünften externen Anschluss 12c, dessen außenseitiger Verbindungsbereich eine Ausbildung für eine Lötverbindung aufweist; sowie einen sechsten externen Anschluss 12d, dessen außenseitiger Verbindungsbereich eine Presspassungsausbildung aufweist.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die innenseitigen Verbindungsbereiche von allen externen Anschlüssen 12a, 12b, 12c und 12d mit einer Presspassungsausbildung versehen. Bei der Presspassungsausbildung handelt es sich z. B. um eine elastische Stiftkonstruktion oder eine Sternstiftkonstruktion.
  • Die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten externen Anschlüsse müssen hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit und Festigkeit ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen sowie ein Federvermögen besitzen. Aus diesem Grund wird vorzugsweise eine Kupferlegierung für die externen Anschlüsse verwendet.
  • Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Leistungshalbleitermodul in das Einsetzgehäuse 60 eingesetzt, und die mit Presspassungsausbildung versehenen Bereiche der externen Anschlüsse 12, bei denen es sich um die innenseitigen Verbindungsbereiche handelt, werden in entsprechender Weise in die zylindrischen Leiter des Leistungshalbleitermoduls (nicht gezeigt) eingesetzt und mit diesen verbunden. Auf diese Weise wird die Leistungshalbleitervorrichtung gebildet.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Typ der externen Anschlüsse, der von den externen Anschlüssen 12a bis 12d bei der Leistungshalbleitervorrichtung zu verwenden ist, auf der Basis der Ausbildung der Verbindungsbereiche der externen Verdrahtung, mit denen die externen Anschlüsse verbunden werden, bestimmt.
  • Ferner wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine gedruckte Schaltungsplatte (nicht gezeigt) als externe Verdrahtung zur Verbindung mit den externen Anschlüssen verwendet. Beispielsweise werden in dem Fall, in dem die externen Anschlüsse gegen Flächenbereiche der Schaltungsplatte gedrückt werden und mit diesen verbunden werden, die dritten externen Anschlüsse 12a oder die vierten elektrischen Anschlüsse 12b verwendet.
  • Ferner werden in dem Fall, in dem die externen Anschlüsse durch Löten mit Durchgangsöffnungen der Schaltungsplatte verbunden werden, die fünften externen Anschlüsse 12c verwendet. Weiterhin werden in dem Fall, in dem die externen Anschlüsse durch Einpress-Verbindung mit den Durchgangsöffnungen der Schaltungsplatte verbunden werden, die sechsten externen Anschlüsse 12d verwendet.
  • Somit ermöglicht eine die dritten externen Anschlüsse 12a oder die vierten externen Anschlüsse 12b verwendende Leistungshalbleitervorrichtung eine Reduzierung der Größe der gedruckten Schaltungsplatte, die mit der Leistungshalbleitervorrichtung zu verbinden ist. Dagegen ermöglicht eine die fünften externen Anschlüsse 12c oder die sechsten externen Anschlüsse 12d verwendende Leistungshalbleitervorrichtung eine Ausbildung der mit der Leistungshalbleitervorrichtung zu verbindenden Schaltungsplatte mit einer hohen Stromführungskapazität.
  • Die Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiel erreicht somit die gleichen Effekte wie die Leistungshalbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus kann die Leistungshalbleitervorrichtung in ihrer Größe weiter reduziert werden, und ihr Herstellungsvorgang lässt sich vereinfachen. Außerdem kann die Leistungshalbleitervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit externen Verdrahtungen in verschiedenen, unterschiedlichen Formgebungen elektrisch verbunden werden, wobei dies für die Praxis sehr zweckdienlich ist.
  • Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen in ein einzelnes Einsetzgehäuse eingesetzt werden.
  • Bei der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die an dem Einsetzgehäuse vorgesehenen externen Anschlüsse in die zylindrischen Leiter des Leistungshalbleitermoduls eingesetzt, so dass die Leistungshalbleitervorrichtung mit einer externen Verdrahtung verbunden ist. Die vorliegende Erfindung lässt sich somit in wirksamer Weise bei einer Leistungshalbleitervorrichtung verwenden, die eine hohe Kapazität aufweisen muss.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leiter
    2
    Spritzharz
    3
    Schaltungssubstrat
    3a
    Basisplatte
    3b
    Isolierflächenkörper
    3c
    Verdrahtungsmuster
    5
    Leistungshalbleiterelemente
    7
    Durchgangsöffnungen
    8
    Rippe
    9
    externe Anschlüsse
    10
    erste externe Anschlüsse
    10a
    Bereiche mit Gewindekonstruktion
    10b
    Bereiche mit Presspassungsausbildung
    10c
    interne Verdrahtung
    11
    zweite externe Anschlüsse
    11a
    Bereiche mit stangenförmiger Ausbildung
    11b
    Bereiche mit Presspassungsausbildung
    11c
    interne Verdrahtung
    12a
    dritter externer Anschluss
    12b
    vierter externer Anschluss
    12c
    fünfter externer Anschluss
    12d
    sechster externer Anschluss
    13
    Steuer-Schaltungsplatte
    13b
    Schaltungsplattenanschlüsse
    20
    Einsetzgehäuse
    30
    Einsetzgehäuse
    40
    Einsetzgehäuse
    50
    Einsetzgehäuse
    60
    Einsetzgehäuse
    20a
    Deckenbereich
    20b
    periphere Seitenbereiche
    20c
    Flanschbereiche
    30a
    Deckenbereich
    40a
    Deckenbereich
    50a
    Deckenbereich
    60a
    Deckenbereich
    80
    Leistungshalbleitermodul
    100
    Leistungshalbleitervorrichtung
    200
    Leistungshalbleitervorrichtung

Claims (9)

  1. Leistungshalbleitervorrichtung (100), die folgendes aufweist: ein Leistungshalbleitermodul (80), das in Spritzharz (2) eingekapselt ist; und ein Einsetzgehäuse (20) zum Einsetzen des Leistungshalbleitermoduls in dieses, wobei das Leistungshalbleitermodul folgendes aufweist: Leistungshalbleiterelemente (5), die auf einem Verdrahtungsmuster (3c) eines Schaltungssubstrats (3) angebracht sind; und Öffnungen aufweisende zylindrische Leiter (1), die mit dem Verdrahtungsmuster derart verbunden sind, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem Verdrahtungsmuster erstrecken, wobei die Öffnungen an einer Oberfläche des Spritzharzes (2) freiliegen, wobei das Einsetzgehäuse (20) folgendes aufweist: einen Deckenbereich (20a) und periphere Wände (20b); einen dem Deckenbereich (20a) gegenüberliegenden offenen Bereich; und externe Anschlüsse (10, 11), die in den Deckenbereich (20a) eingepasst und durch diesen hindurchgeführt sind und die außenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer äußeren Oberfläche des Deckenbereichs (20a) sowie innenseitige Verbindungsbereiche auf der Seite einer inneren Oberfläche des Deckenbereichs (20a) aufweisen, und wobei das Leistungshalbleitermodul (80) derart in das Innere des Einsetzgehäuses (20) eingesetzt ist, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse in die zylindrischen Leiter eingeführt sind, wobei die externen Anschlüsse jeweils eine Vielzahl innenseitiger Verbindungsbereiche (10b, 11b) aufweisen und die Vielzahl der innenseitigen Verbindungsbereiche über eine in den Deckenbereich (40a) des Einsetzgehäuses (40) eingebettete interne Verdrahtung (10c, 11c) miteinander verbunden sind.
  2. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer-Schaltungsplatte (13) im Inneren des Einsetzgehäuses (50) vorgesehen ist, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse mit einer dem Deckenbereich (50a) des Einsetzgehäuses zugewandten Oberfläche der Steuer-Schaltungsplatte (13) verbunden sind, dass eine Vielzahl von Schaltungsplattenanschlüssen (13b) an einer Oberfläche der Steuer-Schaltungsplatte ausgebildet ist, die der dem Deckenbereich des Einsetzgehäuses zugewandten Oberfläche entgegengesetzt ist, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche und die Vielzahl der Schaltungsplattenanschlüsse (13b) über eine Verdrahtung der Steuer-Schaltungsplatte (13) miteinander verbunden sind, und dass die Vielzahl der Schaltungsplattenanschlüsse (13b) in die zylindrischen Leiter eingeführt sind.
  3. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Leistungshalbleitermodulen (80) in das Innere des Einsetzgehäuses (30) eingesetzt ist.
  4. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse eine Presspassungsausbildung (10b, 11b) aufweisen.
  5. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die außenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse eine Gewindekonstruktion aufweisen.
  6. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die außenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse (12) eine Federkonstruktion aufweisen.
  7. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die außenseitigen Verbindungsbereiche der externen Anschlüsse eine Presspassungsausbildung aufweisen.
  8. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Oberfläche jeder peripheren Wand des Einsetzgehäuses (20) mit einer Rippe (8) versehen ist.
  9. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Oberfläche von mindestens einer der peripheren Wände ein Flanschbereich (20c) auf einer offenen Seite des Einsetzgehäuses (20) ausgebildet ist, und dass der Flanschbereich (20c) mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehen ist.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4576448B2 (ja) * 2008-07-18 2010-11-10 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP5218442B2 (ja) * 2010-02-09 2013-06-26 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP5583433B2 (ja) * 2010-03-05 2014-09-03 株式会社ケーヒン 半導体装置
KR101129733B1 (ko) 2010-08-20 2012-03-23 주식회사 케이이씨 전력용 반도체 디바이스
DE102010041849A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit einem Grundmodul und einem Verbindungsmodul
JP5383621B2 (ja) * 2010-10-20 2014-01-08 三菱電機株式会社 パワー半導体装置
JP5599328B2 (ja) * 2011-01-20 2014-10-01 三菱電機株式会社 電力用半導体装置とプリント配線板との接続機構
DE102011076323B4 (de) * 2011-05-24 2014-04-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronisches System mit erstem und zweitem Subsystem
DE102012208767A1 (de) * 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Elektronische Schaltungsanordnung mit Verlustwärme abgebenden Komponenten
US8466541B2 (en) * 2011-10-31 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Low inductance power module
JP5870669B2 (ja) * 2011-12-14 2016-03-01 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US9786587B2 (en) 2011-12-14 2017-10-10 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device
JP5887901B2 (ja) 2011-12-14 2016-03-16 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP5859906B2 (ja) 2012-04-20 2016-02-16 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
WO2014069406A1 (ja) * 2012-10-29 2014-05-08 富士電機株式会社 半導体装置
JP5812974B2 (ja) * 2012-12-05 2015-11-17 三菱電機株式会社 半導体装置
KR101720450B1 (ko) * 2013-03-21 2017-03-27 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 장치
JP5971310B2 (ja) * 2014-11-13 2016-08-17 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
US20160240452A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-18 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor packages with sub-terminals and related methods
JP6485235B2 (ja) * 2015-06-10 2019-03-20 富士電機株式会社 半導体装置
ITUB20153344A1 (it) * 2015-09-02 2017-03-02 St Microelectronics Srl Modulo di potenza elettronico con migliorata dissipazione termica e relativo metodo di fabbricazione
KR102486784B1 (ko) * 2016-08-26 2023-01-09 삼성전기주식회사 반도체 패키지
CN106158813B (zh) * 2016-08-31 2019-07-09 合兴汽车电子股份有限公司 一种引线框架装配式嵌件及引线框架的制作方法
FR3058565B1 (fr) * 2016-11-08 2018-11-02 Valeo Systemes De Controle Moteur Module electronique de puissance, equipement electrique et compresseur de suralimentation electrique comprenant un tel module electronique de puissance
CN110914975B (zh) * 2017-07-12 2023-08-01 日立能源瑞士股份公司 功率半导体模块
JP6870531B2 (ja) * 2017-08-21 2021-05-12 三菱電機株式会社 パワーモジュールおよび電力変換装置
US11037848B2 (en) 2017-12-19 2021-06-15 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module and semiconductor module manufacturing method
JP7045978B2 (ja) * 2018-12-07 2022-04-01 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321216A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Toshiba Corp 電力用半導体装置
JP2007184315A (ja) * 2006-01-04 2007-07-19 Hitachi Ltd 樹脂封止型パワー半導体モジュール
DE112008000229T5 (de) * 2007-01-22 2009-12-24 Mitsubishi Electric Corp. Leistungshalbleitervorrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750092A (en) * 1985-11-20 1988-06-07 Kollmorgen Technologies Corporation Interconnection package suitable for electronic devices and methods for producing same
JPH01169958A (ja) * 1987-12-25 1989-07-05 Hitachi Ltd 半導体パッケージ
US5006922A (en) * 1990-02-14 1991-04-09 Motorola, Inc. Packaged semiconductor device having a low cost ceramic PGA package
JPH06120390A (ja) * 1992-10-05 1994-04-28 Fuji Electric Co Ltd 樹脂封止形半導体装置の端子構造
JP3648818B2 (ja) * 1995-12-22 2005-05-18 株式会社村田製作所 実装用電子部品収納ケース
US6486548B1 (en) * 1997-10-20 2002-11-26 Hitachi, Ltd. Semiconductor module and power converting apparatus using the module
DE102005024900B4 (de) * 2004-06-08 2012-08-16 Fuji Electric Co., Ltd. Leistungsmodul
DE102008012570B4 (de) * 2008-03-04 2014-02-13 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul-System, Leistungshalbleitermodulanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Leistungshalbleitermodulanordnung
US8237260B2 (en) * 2008-11-26 2012-08-07 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module with segmented base plate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321216A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Toshiba Corp 電力用半導体装置
JP2007184315A (ja) * 2006-01-04 2007-07-19 Hitachi Ltd 樹脂封止型パワー半導体モジュール
DE112008000229T5 (de) * 2007-01-22 2009-12-24 Mitsubishi Electric Corp. Leistungshalbleitervorrichtung

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Publication number Publication date
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