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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und insbesondere auf eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einem Leistungshalbleiterelement und einer Elektrode.
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Einige der Halbleitervorrichtungen, die ein Halbleiterelement und eine Elektrode aufweisen, beinhalten ein Dichtmittel, wie z. B. ein Silikongel. Die Dichtung wird ausgebildet durch Aushärten von Silikonöl. Das Silikonöl ist eine Flüssigkeit und kann daher durch einen Spalt zwischen der Elektrode und einem Teil, das der Elektrode gegenüber liegt, hinauf kriechen zur Außenseite der Halbleitervorrichtungen aufgrund eines Kapillareffekts. Als ein Ergebnis ist ein Abschnitt der Elektrode, an dem eine Oberfläche freiliegen sollte, mit dem Silikonöl bedeckt, so dass eine schlechte Verbindung hergestellt wird, wenn die Elektrode verwendet wird zum Herstellen einer elektrischen Verbindung.
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Zum Lösen des oben beschriebenen Problems beschreibt beispielsweise die
JP 2005-150621 A (
2 und
3) einen zurückgesetzten Abschnitt, der vorgesehen ist als ein Harzteil, das einer ersten Elektrode gegenüberliegt (ein der Elektrode gegenüberliegendes Teil). Diese Veröffentlichung beschreibt, dass der zurückgesetzte Abschnitt einen Spalt zwischen der ersten Elektrode und dem Harzteil vergrößert, wodurch ein Kapillareffekt verhindert werden kann.
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Üblicherweise hat das Teil, das der Elektrode gegenüberliegt, eine Funktion des Sicherstellens der Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Isolationseigenschaften und dergleichen innerhalb der Halbleitervorrichtung. Bei der Methode in der oben beschriebenen Veröffentlichung wird jedoch eine optimale Gestalt dieses Teils unter anderen Gesichtspunkten als jenem der Unterdrückung des Hinaufkriechens des Silikonöls zu der Außenseite der Halbleitervorrichtung nicht berücksichtigt. In Abhängigkeit von einer Gestalt des zurückgesetzten Abschnitts, der an diesem Teil vorgesehen ist, kann deshalb die Zuverlässigkeit innerhalb der Halbleitervorrichtung verschlechtert sein.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme durchgeführt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Halbleitervorrichtung, welche in der Lage ist, ein Hinaufkriechen eines Dichtmittels zu der Außenseite der Halbleitervorrichtung aufgrund eines Kapillareffektes zu unterdrücken, während die Zuverlässigkeit innerhalb der Halbleitervorrichtung aufrecht erhalten wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Isolationsabschnitt den sich verjüngenden Abschnitt auf, dessen Ausdehnung in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels mit Annäherung an den Flüssigkeitspegel kleiner wird. Deshalb ist oberhalb des Flüssigkeitspegels ein großer Spalt um den Isolationsabschnitt herum vorhanden und dadurch wird ein Kapillareffekt unterdrückt. Der sich verjüngende Abschnitt ist derartig ausgestaltet und daher mit einem Abschnitt versehen, dessen Ausdehnung in der Region oberhalb des Flüssigkeitspegels mit zunehmendem Abstand von dem Flüssigkeitspegel größer wird. Durch Sicherstellung einer hinreichenden Ausdehnung des Isolationsabschnitts in der Region oberhalb des Flüssigkeitspegels ist es deshalb möglich, die Zuverlässigkeit im Inneren der Halbleitervorrichtung sicherzustellen. Folglich ist es möglich, ein Hinaufkriechen des Dichtmittels zu der Außenseite der Halbleitervorrichtung aufgrund eines Kapillareffekts zu unterdrücken, während die Zuverlässigkeit im Inneren der Halbleitervorrichtung aufrechterhalten wird.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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1 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine teilweise schematische Draufsicht im Zusammenhang mit 1. Man beachte, dass ein Querschnitt entlang einer Linie I-I in der Zeichnung dem Querschnitt in 1 entspricht.
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3 ist eine teilweise schematische Draufsicht auf ein Gehäuse, welches für die Halbleitervorrichtung in 2 verwendet wird.
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4 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, der beobachtet wird, bevor die Halbleitervorrichtung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Dichtmittel gefüllt wird, für die gleiche Region wie jene von 1.
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5 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht entlang einer Linie V-V in 4.
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6 ist eine Teilquerschnittsansicht, welche schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung in einem Vergleichsbeispiel zeigt.
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7 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht zum Beschreiben eines Verfahrens des Ausbildens eines Harzabschnitts der Halbleitervorrichtung in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung bei einer Abwandlung der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Erste Ausführungsform
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Zu Beginn wird eine Konfiguration einer Halbleitervorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Hauptsächlich bezugnehmend auf 1 bis 5 ist eine Halbleitervorrichtung 100a bei der vorliegenden Ausführungsform ein Leistungshalbleitermodul, welches insbesondere für den Fall geeignet ist, bei dem es notwendig ist, eine Hochspannung von mindestens 2,5 kV oder einen großen Strom von mindestens 800 A oder beides zu handhaben. Die Halbleitervorrichtung 100a weist ein Halbleiterelement 43, eine Grundplatte 41, ein Gehäuse 52, eine erste Elektrode 11, eine zweite Elektrode 12, eine Dichtung 30, einen Isolationsabschnitt 51a, eine Isolationssubstrat 42, eine Flanschmutter 61 und einen Aluminiumdraht 44 auf.
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Das Halbleiterelement 43 ist ein Leistungshalbleiterelement. Das Leistungshalbleiterelement ist beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits-Schaltelement oder eine Diode. Das Hochgeschwindigkeits-Schaltelement ist beispielsweise ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate). Das Halbleiterelement 43 ist auf dem Isolationssubstrat 42 mit dazwischen gefügtem Lot vorgesehen. Das Isolationssubstrat 42 weist ein isolierendes Keramiksubstrat auf, ein Verdrahtungsmuster, das auf der Seite der oberen Oberfläche des Keramiksubstrats (auf der Seite des Halbleiterelement 43) vorgesehen ist, und eine Metallschicht, die auf der Seite der unteren Oberfläche des Keramiksubstrats (auf der Seite der Grundplatte 41) vorgesehen ist. Ein Material des Verdrahtungsmusters und der Metallschicht ist beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Das Halbleiterelement 43 und das Verdrahtungsmuster sind durch Lot oder den Aluminiumdraht 44 elektrisch miteinander verbunden.
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Eine Oberfläche der Grundplatte 41 ist mittels dazwischen gefügten Lots mit der Seite der unteren Oberfläche des Isolationssubstrats 42 verbunden. Die Oberfläche der Grundplatte 41 unterstützt dadurch das Halbleiterelement 43 mit dem dazwischen gefügten Isolationssubstrat 42. Ein Material der Grundplatte 41 ist ein Material mit einer vorteilhaften thermischen Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer oder eine Aluminiumlegierung.
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Das Gehäuse 52 schließt die Oberfläche der Grundplatte 41 ein, wobei die Grundplatte 41 das Halbleiterelement 43 unterstützt. Das Gehäuse 52 ist ein Teil eines einstückig gegossenen Harzteils 50a. Das Harzteil 50a wird durch Spritzgießen eines PPS(Polyphenylensulfid)-Harzes oder dergleichen ausgebildet. Das Gehäuse 52 weist auf seiner Deckfläche (eine in 3 gezeigte Oberfläche) schlitzartige Öffnungen S1, S2 und konkave Abschnitte NR, NR auf. Der konkave Abschnitt NR hat eine Gestalt, die das Einbringen einer Flanschmutter 61 darin erlaubt, sowie einen Schraubeinführungsabschnitt SH zum Verhindern, dass die Spitze einer Schraube (nicht gezeigt), welche an der Flanschmutter 61 befestigt wird, wenn die Halbleitervorrichtung verwendet wird, gegen das Gehäuse 52 stößt.
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Sowohl die erste Elektrode 11 als auch die zweite Elektrode 12 sind mit dazwischen gefügtem Lot mit dem Verdrahtungsmuster auf dem Isolationssubstrat 42 verbunden. In dem Gehäuse 52 sind sowohl die erste Elektrode 11 als auch die zweite Elektrode 12 über das Verdrahtungsmuster elektrisch mit dem Halbleiterelement 43 verbunden. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 sind beispielsweise eine Kollektorelektrode bzw. Emitterelektrode der Halbleitervorrichtung 100a. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 dringen von dem oberen Abschnitt des Isolationssubstrats 42 durch die Öffnungen S1 bzw. S2 des Gehäuses 52 und sind zu der Außenseite des Gehäuses 52 geführt.
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Die zweite Elektrode 12 weist einen Abschnitt auf, welcher in dem Gehäuse 52 der ersten Elektrode 11 mit einem dazwischen gefügten Raum mit einer Abmessung Dz (1) gegenüber liegt (ein Abschnitt der zweiten Elektrode 12, welcher sich in 1 parallel zu der ersten Elektrode 11 erstreckt). Durch solch ein Vorsehen des Abschnitts, in dem die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüberliegen, wird eine Induktanz eines Strompfads, welcher die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einschließt, verringert. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 sind aus Kupfer ausgebildet, welches eine relativ hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist und eine Nickelplattierung aufweist. Man beachte, dass sowohl die erste Elektrode 11 als auch zweite Elektrode 12 an dem Harzteil 50a angebracht werden, nachdem das Harzteil 50a ausgebildet ist.
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Die Dichtung 30 besteht aus Silikongel und wird ausgebildet durch Härten von Silikonöl (ein flüssiges Material), welches so in das Gehäuse 52 gegossen wird, dass ein Flüssigkeitspegel FL in dem oben beschriebenen Raum angeordnet ist. Die Dichtung 30 versiegelt das Halbleiterelement 43.
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Der Isolationsabschnitt 51a ist ein Teil des einstückig geformten Harzteils 50a. Anders gesagt, das Gehäuse 52 und der Isolationsabschnitt 51a sind einstückig geformt. Der Isolationsabschnitt 51a ist zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 in einem Bereich des Raums oberhalb des Flüssigkeitsniveaus FL, in dem die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, vorgesehen. Wie in 1 gezeigt, weist der Isolationsabschnitt 51a einen sich verjüngenden Abschnitt auf, dessen Abmessung in einer Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen (eine laterale Richtung in 1) in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitsniveaus FL zu dem Flüssigkeitsniveau FL hin allmählich kleiner wird. Als ein Ergebnis wird in einer Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 ein Spalt mit einer Abmessung Da ausgebildet.
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Die Abmessung Da ist eine Abmessung, die hinreichend ist zum Unterdrücken eines Kapillareffekts des nicht gehärteten Dichtmittels 30, d. h. des Silikonöls, in den gestrichelten Abschnitten C1a, C2a. Zum Erreichen einer Unterdrückung des Kapillareffekts ist die Abmessung Da vorzugsweise mindestens 1 mm und zum Erhalt einer größeren Wirkung ist die Abmessung Da noch bevorzugter mindestens 2 mm. Zum Verhindern einer übermäßig großen Induktanz des Strompfads, welcher in dem Leistungshalbleitermodul die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einschließt, wird erfindungsgemäß die Abmessung Dz auf höchstens 10 mm gesetzt. Per Definition kann ein Wert, der zweimal so groß ist wie die Abmessung Da, nicht die Abmessung Dz überschreiten. Wenn daher die Abmessung Dz höchstens 10 mm ist, ist die Abmessung Da kleiner als 10 mm/2 = 5 mm. Deshalb ist die Abmessung Da vorzugsweise mindestens 1 mm und geringer als 5 mm. Die Abmessung Da ist am Bevorzugtesten 2 mm zum größtmöglichen Unterdrücken einer Induktanz, während ein Kapillareffekt hinreichend unterdrückt wird.
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Wie in 1 gezeigt, weist der Isolationsabschnitt 51a in der Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, eine Gestalt auf, welche unterhalb des Flüssigkeitspegels FL mit zunehmendem Abstand von dem Flüssigkeitspegel FL kleiner wird. Wie weiterhin in 1 gezeigt ist, weist der Isolationsabschnitt 51a einen Abschnitt auf, der in Kontakt mit der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 ist. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, versiegelt weiterhin der Isolationsabschnitt 51a den Raum, in dem die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, zu der Außenseite des Gehäuses 52 hin. Wie in 1 gezeigt, ist weiterhin der Isolationsabschnitt 51a in das Dichtmittel 30 bis zu einer Tiefe eingeschoben, welche geringer ist als jene der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12.
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Als nächstes wird eine Halbleitervorrichtung in einem Vergleichsbeispiel beschrieben.
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Mit Bezugnahme auf 6 weist eine Halbleitervorrichtung 100z in dem Vergleichsbeispiel einen Isolationsabschnitt 51z anstelle des Isolationsabschnitts 51a bei der Halbleitervorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform auf. Der Isolationsabschnitt 51z und das Gehäuse 52 sind einstückig ausgebildet, wie bei dem Isolationsabschnitt 51a. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 werden nach dem einstückigen Ausbilden angebracht und daher existiert ein winziger Spalt (in 6 nicht gezeigt) sowohl an einer Grenzfläche zwischen dem Isolationsabschnitt 51z und der ersten Elektrode 11 als auch an einer Grenzfläche zwischen dem Isolationsabschnitt 51z und der zweiten Elektrode 12. Aufgrund eines Kapillareffekts bei den Spalten kriecht Silikonöl, welches ungehärtetes Dichtmittel 30 ist, von den gestrichelten Abschnitten C1z, C2z zu der Außenseite der Halbleitervorrichtung 100z. Als ein Ergebnis sickert das Silikonöl zu den Deckflächen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12, welche zu der Außenseite des Gehäuses 52 geführt sind.
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Als ein Ergebnis solch eines Sickervorgangs des Silikonöls kann ein elektrischer Widerstand erhöht sein, wenn die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung verwendet werden. Das heraus gesickerte Öl kann weiterhin leicht von der Seite der Deckfläche der Halbleitervorrichtung 100z beobachtet werden und daher kann ein äußeres Erscheinungsbild der Halbleitervorrichtung 100z verschlechtert sein.
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Obwohl ein Eckabschnitt einer Spitze (ein unteres Ende in der Zeichnung) des Isolationsabschnitts 51z abgeschrägt ist, ist der abgeschrägte Abschnitt vollständig unterhalb des Flüssigkeitspegels FL angeordnet. Deshalb trägt die Abschrägung nicht zur Unterdrückung eines Kapillareffekts bei.
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Wie in 1 gezeigt, weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Isolationsabschnitt 51a einen sich verjüngenden Abschnitt auf, dessen Abmessung in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels FL zu dem Flüssigkeitspegel hin kleiner wird. Auf der Höhe des Flüssigkeitspegels FL ist deshalb ein Spalt mit einer Abmessung Da zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 vorgesehen. Deshalb wird das Silikonöl, welches ein flüssiges Material zum Ausbilden des Dichtmittels 30 ist, daran gehindert, zu der Außenseite der Halbleitervorrichtung 100a aufgrund eines Kapillareffekts zu kriechen.
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Weiterhin ist der Isolationsabschnitt 51a mit einem Abschnitt versehen, dessen Abmessung in der Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüberliegen, in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels FL mit Abstand zu dem Flüssigkeitspegel FL größer ist. Folglich ist ein Abschnitt vorgesehen, der sicherstellt, dass der Isolationsabschnitt 51a eine hinreichende Abmessung in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels FL aufweist, in dem die Zuverlässigkeit nicht durch das Dichtmittel 30 garantiert wird. Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit innerhalb der Halbleitervorrichtung 100a zu gewährleisten.
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Weiterhin weist der Isolationsabschnitt 51a einen Abschnitt auf, der in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels FL, d. h. dem Bereich, welcher nicht mit dem Dichtmittel 30 ausgefüllt ist, in Kontakt zu der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 ist. Es ist deshalb möglich, durch den Isolationsabschnitt 51a Abschnitte der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12, welche nicht durch das Dichtmittel 30 unterstützt werden, zu unterstützen. Es ist daher möglich, eine Abweichung von der voreingestellten Abmessung des Zwischenraums zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 zu unterdrücken. Zum Unterdrücken der Abweichung von der voreingestellten Abmessung des Zwischenraums beinhaltet der Isolationsabschnitt 51a oberhalb des Flüssigkeitspegels FL den Abschnitt mit einer Abmessung Dz, wie in 1 gezeigt. Es ist deshalb möglich, zuverlässig den Zwischenraum zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 auf der Abmessung Dz zu halten.
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Das Gehäuse 52 und der Isolationsabschnitt 51a sind einstückig ausgebildet. Es ist deshalb möglich, das Gehäuse 52 und den Isolationsabschnitt 51a gemeinsam durch ein Formgebungsverfahren, wie z. B. ein Spritzgußverfahren, auszubilden und daher können die Formgebungskosten niedrig gehalten werden. Weiterhin wird ein Schritt des Zusammenbaus des Gehäuses 52 und des Isolationsabschnitts 51a nicht länger benötigt. Weiterhin ist es möglich, eine Abnahme der Maßgenauigkeit, welche beim Zusammenbau des Gehäuses 52 mit dem Isolationsabschnitt 51a verursacht wird, zu vermeiden.
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Wie in 1 gezeigt, hat weiterhin der Isolationsabschnitt 51a solch eine Ausdehnung, dass er in das Dichtmittel 30 bis zu einer Tiefe eingeschoben ist, die geringer ist als jene sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12. Deshalb hat der Isolationsabschnitt 51a bezüglich der Abmessung sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 entlang einer Richtung senkrecht zu dem Flüssigkeitspegel FL eine geringere Abmessung. Folglich ist es nicht notwendig, dass sich der Isolationsabschnitt 51a so ausdehnt, dass er eine komplizierte Gestalt annimmt, um nicht die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 zu behindern. Die Gestalt des Isolationsabschnitts 51a kann deshalb vereinfacht werden und daher kann der Isolationsabschnitt 51a unter Verwendung einer einfachen Form bzw. Matrize, beispielsweise durch Spritzguß ausgebildet werden. Weiterhin ist es bei dem Schritt des Anbringens der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 an dem Gehäuse 52 möglich, eine Beeinträchtigung des Zusammenbauvorgangs durch den Isolationsabschnitt 51a zu verhindern. Wenn der Isolationsabschnitt 51a und das Harzteil 50a einstückig geformt werden, kann nach der Anbringung der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 der Isolationsabschnitt 51a nicht an dem Gehäuse 52 angebracht werden. Daher wird der oben beschriebene Effekt ziemlich bedeutsam.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, dichtet weiterhin der Isolationsabschnitt 51a den durch die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12, welche einander gegenüber liegen, ausgebildeten Raum zu der Außenseite des Gehäuses 52 ab. Es ist deshalb möglich, eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 100a aufgrund des Eindringens von Fremdsubstanzen von der Außenseite in das Innere des Gehäuses 52 zu verhindern.
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Wie in 1 gezeigt, hat weiterhin der Isolationsabschnitt 51a eine Gestalt, bei der die Abmessung entlang der Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, unterhalb des Flüssigkeitspegels FL mit zunehmendem Abstand zu dem Flüssigkeitspegel FL kleiner wird. Es ist deshalb möglich, dass der gesamte Isolationsabschnitt 51a eine Gestalt aufweisen kann, deren Abmessung in einer Richtung (der Abwärtsrichtung in 1) abnimmt. Es ist deshalb möglich, den Isolationsabschnitt 51a auszubilden durch Verwenden der einen Richtung als Richtung, entlang derer die Form entfernt wird. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, das Gehäuse 52 auszubilden durch Verwenden der oben beschriebenen einen Richtung als Richtung, in der die Form abgezogen wird und daher ist es möglich, den Isolationsabschnitt 51a und das Gehäuse 52 unter Verwendung einer einzigen einfachen Form bzw. Matrize gemeinsam zu formen, beispielsweise mittels Spritzguß.
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Zweite Ausführungsform
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Mit Bezug auf 7 weist eine Halbleitervorrichtung 100b in der vorliegenden Ausführungsform einen Isolationsabschnitt 51b auf, der eine andere Form besitzt als der Isolationsabschnitts 51a bei der ersten Ausführungsform. Das Gehäuse 52 und der Isolationsabschnitt 51b sind einstückig, beispielsweise durch Spritzguß, ausgebildet. Der Isolationsabschnitt 51b ist zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 in einem Bereich des Raums in dem die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, oberhalb des Flüssigkeitspegels FL vorgesehen.
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Der Isolationsabschnitt 51b weist einen sich verjüngenden Abschnitt auf, dessen Abmessung in der Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen (in 7 die laterale Richtung) in dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitspegels FL zu dem Flüssigkeitspegel FL hin stufenweise kleiner wird. Als ein Ergebnis ist auf der Höhe des Flüssigkeitspegels FL ein Spalt mit einer Abmessung Da zwischen dem Isolationsabschnitt 51b und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 ausgebildet, die die gleiche Abmessung wie bei der ersten Ausführungsform ist.
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Weiterhin weist der Isolationsabschnitt 51b eine Gestalt auf, bei der die Abmessung entlang einer Richtung, in der die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, unterhalb des Flüssigkeitspegels FL konstant ist. Weiterhin weist der Isolationsabschnitt 51b einen Abschnitt auf, der in Kontakt zu der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 ist. Weiterhin dichtet der Isolationsabschnitt 51b den Raum, in dem die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einander gegenüber liegen, zu der Außenseite des Gehäuses 52 hin ab. Weiterhin ist der Isolationsabschnitt 51b in das Dichtmittel 30 bis zu einer Tiefe eingeschoben, welche geringer ist als sowohl jene der ersten Elektrode 11 als auch jene der zweiten Elektrode 12.
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Was den restlichen Aufbau anbelangt, der oben nicht beschrieben wurde, so hat die vorliegende Ausführungsform annähernd den gleichen Aufbau wie jenen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Deshalb sind gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die gleichen Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform zu erhalten. Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform, der Abschnitt, entlang dessen der Spalt mit der Abmessung Da zwischen dem Isolationsabschnitt 51b und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 ausgebildet ist, oberhalb des Flüssigkeitspegels FL länger als bei der ersten Ausführungsform. Daher ist es möglich, zuverlässiger einen Kapillareffekt eines flüssigen Materials des Dichtmittels 30 zu unterdrücken.
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Dritte Ausführungsform
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Mit Bezug auf 8 weist eine Halbleitervorrichtung 100c der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu dem Aufbau der ersten Ausführungsform einen Harzabschnitt 71 auf. Der Harzabschnitt 71 dichtet oberhalb des Flüssigkeitspegels FL den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der ersten Elektrode 11 sowie der zweiten Elektrode 12 ab. Ein Material des Harzabschnitts 71 wird aus Silikongummi ausgebildet.
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Man beachte, dass, was den übrigen Aufbau anbelangt, der oben nicht beschrieben wurde, die vorliegende Ausführungsform annähernd den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene erste Ausführungsform hat. Daher sind gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und die Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Ausbilden des Harzabschnitts 71 beschrieben.
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Mit Bezugnahme auf 9 wird ein Fluidmaterial 72, das als ein Ausgangsmaterial des Harzabschnitts 71 dient, aufgebracht, wobei eine Spitze des Isolationsabschnitts 51a in der Richtung der Schwerkraft nach oben zeigt. Wie in der 9 durch einen Pfeil gezeigt, fließt das aufgebrachte Fluidmaterial 72 nach unten und wird dann in einer Gestalt angepaßt an den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 ausgehärtet. Dadurch wird der in 8 gezeigte Harzabschnitt 71 ausgebildet.
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Wie in 8 gezeigt, dichtet gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Harzabschnitt 71 den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und sowohl der ersten Elektrode 11 als auch der zweiten Elektrode 12 oberhalb des Flüssigkeitspegels FL ab. Der Harzabschnitt 71 kann verhindern, dass Ölbestandteile, die von dem ausgehärteten Dichtmittel 30 nach dem Ablauf einer langen Zeit, wie beispielsweise annähernd zehn Jahre, erzeugt werden, durch den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der ersten Elektrode 11 bzw. der zweiten Elektrode 12 zu der Außenseite des Gehäuses 52 dringen. Wenn die Halbleitervorrichtung 100c kopfüber verwendet wird (der Zustand kopfüber gegenüber jenem von 8), wird der Sickervorgang durch die Schwerkraft unterstützt, so dass der Harzabschnitt 71 nützlich zum Unterdrücken dieses Sickervorgangs ist.
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Weiterhin hat der Harzabschnitt 71 eine Gestalt, die an den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der ersten Elektrode 11 bzw. der zweiten Elektrode 12 angepaßt ist. Daher kann der Harzabschnitt 71 auf zuverlässige Weise den oben beschriebenen Sickervorgang unterdrücken.
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Man beachte, dass das Material des Harzabschnitts 71 nicht auf Silikongummi beschränkt ist und es ebenfalls möglich ist, beispielsweise ein Epoxidharz oder ein Polyamidharz zu verwenden.
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Vierte Ausführungsform
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Mit Bezug auf 10 weist eine Halbleitervorrichtung 100d bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu dem Aufbau der ersten Ausführungsform weiterhin einen O-Ring 80 (Harzabschnitt) auf. Der O-Ring 80 wird so angebracht, dass er den Isolationsabschnitt 51a umgibt und dichtet den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der ersten Elektrode 11 bzw. der zweiten Elektrode 12 oberhalb des Flüssigkeitspegels FL ab. Der O-Ring 80 ist ein elastischer Körper und weist eine ringförmige Gestalt auf.
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Man beachte, dass der übrige Aufbau, der oben nicht beschrieben wurde, annähernd der gleiche wie jener der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist. Daher sind gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
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Mit Bezug auf 11 weist eine Halbleitervorrichtung 100e in der vorliegenden Abwandlung anstelle des O-Rings 80 in der Halbleitervorrichtung 100d bei der vorliegenden Ausführungsform O-Ringe 801, 802 auf. Die O-Ringe 801, 802 sind so angebracht, dass sie die erste Elektrode 11 bzw. die zweite Elektrode 12 umgeben. Die O-Ringe 801, 802 dichten dadurch den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der ersten Elektrode 11 bzw. den Spalt zwischen dem Isolationsabschnitt 51a und der zweiten Elektrode 12 oberhalb des Flüssigkeitspegels FL ab. Jeder der O-Ringe 801, 802 ist ein elastischer Körper und weist eine ringförmige Gestalt auf.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform und ihrer Abwandlung ist es ebenfalls möglich, den Sickervorgang der Ölbestandteile, die durch das ausgehärtete Dichtmittel 30 erzeugt werden, wie bei der dritten Ausführungsform zu unterdrücken. Weiterhin kann anstelle des Schritts des Aufbringens des Fluidmaterials 72 in der dritten Ausführungsform der Schritt des Anbringens des O-Rings 80 oder der O-Ringe 801, 802 durchgeführt werden und daher ist es möglich, den Schritt zu vereinfachen.
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Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen jeweils der Isolationsabschnitt 51a, 51b einstückig mit dem Gehäuse 52 ausgebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Jeder der Isolationsabschnitte 51a, 51b kann getrennt von dem Gehäuse 52 ausgebildet werden und kann danach zusammen gefügt werden.
