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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einem laminierten Körper, in dem eine positive Anschlussplatine und eine negative Anschlussplatine über eine Isolierschicht laminiert sind.
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Im Allgemeinen ist es gewünscht, dass die Induktanz einer Halbleitervorrichtung zum Verringern der durch einen Betrieb der Halbleitervorrichtung erzeugten Wärme reduziert wird. Die
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-35347 offenbart eine Leistungskonvertervorrichtung, die ein laminiertes Verdrahtungssubstrat (laminierter Körper) aufweist, der durch Laminieren einer positiven Leiterplatine (positive Anschlussplatine) und einer negativen Leiterplatine (negative Anschlussplatine) mit einem dazwischen eingeschobenen bzw. eingebrachten Isolierblatt (Isolierschicht) gebildet ist, sodass Ströme, die in die positive Leiterplatine und die negative Leiterplatine fließen, in entgegengesetzte Richtungen fließen. Daher werden der magnetische Fluss, der durch den in die positive Leiterplatine fließenden Strom erzeugt wird, und der magnetische Fluss, der durch den in die negative Leiterplatine fließenden Fluss erzeugt wird, durch gegenseitige Induktion aufgehoben, mit dem Ergebnis, dass die Induktanz zwischen der positiven und der negativen Leiterplatine verringert wird.
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Eine Halbleitervorrichtung umfasst gewöhnlich ein Montage- bzw. Bestückungssubstrat, auf dem Halbleiterelemente montiert werden, und kann weiterhin ein Schaltkreissubstrat umfassen, das sich von dem Bestückungssubstrat unterscheidet und sich gegenüberliegend der Halbleiterelemente des Bestückungssubstrats befindet. In diesem Fall besteht die Befürchtung, dass die durch die Halbleiterelemente erzeugte elektromagnetische Störung eine Fehlfunktion des Schaltkreissubstrats verursachen kann. Als ein Mittel zum Lösen des Problems kann eine Abschirmplatte zwischen dem Bestückungssubstrat und dem Schaltkreissubstrat bereitgestellt sein, um die elektromagnetische Störung von den Halbleiterelementen abzuschirmen. Daher wird die Ausbreitung der elektromagnetischen Störung von den Halbleiterelementen zum Schaltkreissubstrat eingeschränkt.
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Jedoch benötigt eine solche Abschirmplatte ein Halteelement, das die Abschirmplatte zwischen dem Bestückungssubstrat und dem Schaltkreissubstrat hält. Das Bereitstellen eines solchen Halteelements bewirkt einen Anstieg der Größe der Halbleitervorrichtung. Weiterhin benötigt die Abschirmplatte einen Prozess zum Montieren der Abschirmplatte auf das Halteelement, was dazu führt, dass die Zeit zum Zusammensetzen der Halbleitervorrichtung erhöht wird, was zu einer Verringerung der Produktivität führt.
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Die vorliegende Erfindung, die in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht wurde, ist darauf gerichtet, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die eine geringe Größe aufweisen kann und die Montagezeit reduzieren kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt mit einem Bestückungssubstrat, einem auf dem Bestückungssubstrat montierten Halbleiterelement, einem laminierten Körper, der mittels einer positiven Anschlussplatine und einer negativen Anschlussplatine mit einer dazwischen eingefügten bzw. eingebrachten Isolierschicht laminiert ist, und einer Abschirmplatte, die mit dem laminierten Körper verbunden ist, wobei eine zweite Isolierschicht dazwischen an der Seite des laminierten Körpers, die sich gegenüber des Bestückungssubstrats befindet, eingebrcht ist. Die positive Anschlussplatine und die negative Anschlussplatine sind elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden.
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Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung, zusammen mit deren Aufgaben und Vorteilen, wird am besten durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den anhängenden Zeichnungen verstanden, in denen gilt:
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen laminierten Körper und Isolierschichten der Halbleitervorrichtung von 1 zeigt; und
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem der laminierte Körper mit einer damit verbundenen Abschirmplatte auf einem Bestückungssubstrat in der Halbleitervorrichtung von 1 verbunden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend wird eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Halbleitervorrichtung, die im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, eine Vielzahl von Montage- bzw. Bestückungssubstraten 12 (im Ausführungsbeispiel sechs Bestückungssubstrate), auf denen Halbleiterelemente 11 entsprechend montiert sind, und ein Gehäuse 13 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Rahmenform. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt ist, weist das Bestückungssubstrat 12 darauf zwei IGBTs und zwei Dioden als die Halbleiterelemente 11 auf. Das Bestückungssubstrat 12 ist auf eine Wärmesenke 14 mit einer nicht gezeigten, dazwischen eingebrachten Isolierschicht fixiert. Das Gehäuse 13 ist auf der Wärmesenke 14 fixiert. Die Halbleiterelemente 11, die Bestückungssubstrate 12, das Gehäuse 13 und die Wärmesenke 14 kooperieren, um ein Leistungsmodul 15 zu bilden.
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Das Gehäuse 13 besteht aus einem Harz und weist darin eine Vielzahl von Gehäuselöchern 13H auf (im Ausführungsbeispiel drei Gehäuselöcher), die in der Draufsicht eine rechteckige Form aufweisen. Jedes Gehäuseloch 13H weist darin zwei Bestückungssubstrate 12 auf. Eine Vielzahl von Ansatzabschnitten 13B (im Ausführungsbeispiel zehn Ansatzabschnitte) ist angebracht, um die Gehäuselöcher 13H zu umgeben, und ist ausgebildet, um sich von dem Gehäuse 13 an der Seite davon, die gegenüber der Wärmesenke 14 liegt, zu erstrecken. Eine Vielzahl von Gruppen von Signalanschlüssen 13C ist in der Längsrichtung des Gehäuses 13 angebracht, und die Gruppe der Signalanschlüsse 13C ist zwischen beliebigen zwei benachbarten Ansatzabschnitten 13B angebracht und erstreckt sich von dem Gehäuse 13 weg. Die Signalanschlüsse 13C sind elektrisch mit jeweiligen Strukturen auf den Bestückungssubstraten 12 verbunden. Ein laminierter Körper 20 ist montiert, um einen Abschnitt über den Halbleiterelementen 11 abzudecken.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der laminierte Körper 20 eine positive Anschlussplatine 21 und eine negative Anschlussplatine 22, die elektrisch mit den Halbleiterelementen 11 verbunden sind, und über eine erste Isolierschicht 23 laminiert sind, die aus zwei Blättern von Isolierpapier gebildet ist. Die positive Anschlussplatine 21 und die negative Anschlussplatine 22 bestehen aus einer im Wesentlichen rechteckigen Platinenform umfassend Regionen Z1 (durch Phantomlinien umgebene Region), wo Abschnitte der positiven Anschlussplatine 21 bzw. der negativen Anschlussplatine 22 über den Halbleiterelementen 11 des Bestückungssubstrats 12 liegen.
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Die negative Anschlussplatine 22 befindet sich an der Seite der ersten Isolierschicht 23, die sich benachbart zu dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 befindet. Es sei angemerkt, dass die Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 jene Richtung bezeichnet, in der die positive Anschlussplatine 21, die negative Anschlussplatine 22 und die erste Isolierschicht 23 miteinander laminiert sind.
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Die positive Anschlussplatine 21 umfasst einen positiven Energieversorgungsanschluss 21E, der mit einem positiven Anschluss einer (nicht gezeigten) Energiequelle verbunden ist. Der positive Energieversorgungsanschluss 21E erstreckt sich von einer kurzen Seitenkante der positiven Anschlussplatine 21 einer rechteckigen Form entlang der Oberfläche der positiven Anschlussplatine 21. Die negative Anschlussplatine 22 umfasst einen negativen Energieversorgungsanschluss 22E, der mit einem negativen Anschluss einer (nicht gezeigten) Energiequelle verbunden ist. Der negative Energieversorgungsanschluss 22E erstreckt sich von einer kurzen Seitenkante der negativen Anschlussplatine 22 einer rechteckigen Form entlang der Oberfläche der negativen Anschlussplatine 22. Der positive Energieversorgungsanschluss 21E und der negative Energieversorgungsanschluss 22E sind voneinander in der Breiterichtung der positiven und negativen Anschlussplatinen 21 und 22 beabstandet angebracht, um einander nicht zu überlappen.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind die im Gehäuseloch 13H beherbergten zwei Bestückungssubstrate 12 in Reihe verbunden. Das Halbleiterelement 11, das in einem von beliebigen zwei benachbarten Gehäuselöchern 13H, die in einer Seite-an-Seite-Beziehung zueinander in der Breiterichtung der Halbleitervorrichtung 10 angebracht sind, beherbergt ist, weist eine positive Elektrodenverbindungsplatine 11A auf, die elektrisch mit der positiven Anschlussplatine 21 verbunden ist. Die positive Elektrodenverbindungsplatine 11A weist eine Dünnplattenform auf und erstreckt sich in einer Richtung weg von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20. Weiterhin weist das in dem anderen der vorstehenden zwei Gehäuselöcher 13H beherbergte Halbleiterelement 11 eine negative Elektrodenverbindungsplatine 11B auf, die elektrisch mit der negativen Anschlussplatine 22 verbunden ist. Die negative Elektrodenverbindungsplatine 11B weist eine Dünnplattenform auf und erstreckt sich in einer Richtung weg von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20.
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Die Halbleitervorrichtung 10 weist einen Verbindungsanschluss 11C auf, der eine Dünnplattenform aufweist und elektrisch die in den vorstehenden beiden benachbarten Gehäuselöchern 13H beherbergten Bestückungssubstrate 12 verbindet. Ein Ende des Verbindungsanschlusses 11C ist elektrisch mit den beiden Bestückungssubstraten 12 verbunden und das andere Ende des Verbindungsanschlusses 11C erstreckt sich in einer Richtung weg von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20. Der Verbindungsanschluss 11C ist mit einer (nicht gezeigten) Last wie etwa einem Motor über eine Busstromschiene 24 verbunden. Ein Teil der Busstromschiene 24 ist in dem Gehäuse 13 eingebettet. Ein Ende der Busstromschiene 24 erstreckt sich in einer Richtung weg von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 und das andere Ende ist mit der Last verbunden.
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Wie in 2 gezeigt ist, weist die negative Anschlussplatine 22 drei negative Anschlussabschnitte 22A auf, die sich integral in jener Richtung erstrecken, die von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 weg verläuft. Die negativen Anschlussabschnitte 22A sind in einem vorbestimmten Intervall in der Längsrichtung der negativen Anschlussplatine 22 angebracht. Die negative Anschlussplatine 22 weist Öffnungen 22H auf, durch die die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B eingebracht werden können. Die Öffnung 22H ist durch Bilden des negativen Anschlussabschnittes 22A durch Biegen ausgebildet. Die negative Anschlussplatine 22 weist weiterhin Öffnung 22B auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden können, und weist Vertiefungen 22K auf, durch die eines der Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines der Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werden können.
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Die positive Anschlussplatine 21 weist drei positive Anschlussabschnitte 21A auf, die sich integral in jener Richtung erstrecken, die von dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers weg verläuft. Die positiven Anschlussabschnitte 21A sind in einem vorbestimmten Intervall in der Längsrichtung der positiven Anschlussplatine 21 angebracht. Die positiven Anschlussabschnitte 21A sind von dem negativen Anschlussabschnitt 22A in der Breiterichtung der positiven Anschlussplatine 21 und der negativen Anschlussplatine 22 beabstandet. Die positive Anschlussplatine 21 weist Öffnungen 21H auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden können. Die Öffnung 21H ist durch Ausbilden des positiven Anschlussabschnitts 21A durch Biegen ausgebildet. Die positive Anschlussplatine 21 weist weiterhin Öffnungen 21B auf, durch die die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B und die negativen Anschlussabschnitte 22A eingebracht werden können, und weist Vertiefungen 21K auf, durch die eines der Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines der Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werde können.
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Die erste Isolierschicht 23 weist Durchgangsöffnungen 23A auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden. Weiterhin weist die erste Isolierschicht 23 Durchgangsöffnungen 23B auf, durch die die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B und die negativen Anschlussabschnitte 22A eingebracht werden. Die erste Isolierschicht 23 weist ebenso Vertiefungen 23K auf, durch die eines der Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines der Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werden.
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Der laminierte Körper 20 weist eine dritte Isolierschicht 16 auf, die aus zwei Blättern von Isolierpapier gebildet ist, um mit dem laminierten Körper 20 an der Seite davon, die benachbart zu dem Bestückungssubstrat 12 verläuft, verbunden ist. Die dritte Isolierschicht 16 weist eine Durchgangsöffnung 16A auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden, und weist Öffnungen 16B auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden. Die dritte Isolierschicht 16 weist ebenso darin Vertiefungen 16K auf, durch die eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werden.
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Der laminierte Körper 20 weist weiterhin eine zweite Isolierschicht 25 auf, die aus zwei Blättern von Isolierpapier gebildet ist und mit dem laminierten Körper 20 an der Seite davon, die dem Bestückungssubstrat 12 gegenüberliegt, verbunden ist. Die zweite Isolierschicht 25 weist Durchgangsöffnungen 25A auf, durch die die positive Elektrodenverbindungsplatine 11A und der positive Anschlussabschnitt 21A eingebracht werden, und weist Öffnungen 25B auf, durch die die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B und die negativen Anschlussabschnitte 22A eingebracht werden. Die zweite Isolierschicht 25 weist ebenso darin Vertiefungen 25K auf, durch die eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der laminierte Körper 20 eine Abschirmplatte 26, die mit dem laminierten Körper 20 verbunden ist, wobei die zweite Isolierschicht 25 an der Seite des laminierten Körpers 20, die dem Bestückungssubstrat 12 gegenüberliegt, dazwischen eingebracht ist. Die Abschirmplatte 26 besteht aus Eisen und ist geerdet.
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Die Abschirmplatte 26 weist Durchgangsfehlstellen 26A auf, durch die die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden. Die Fehlstellen 26A können durch Pressstanzen einer Eisenplatte ausgebildet werden. Die Abschirmplatte 26 weist ebenso Durchgangsfehlstellen 26B auf, durch die die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B eingebracht werden. Die Fehlstellen 26B können durch Pressstanzen ausgebildet werden. Weiterhin weist die Abschirmplatte 26 darin Vertiefungen 26K auf, durch die eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 eingebracht werden. Die Abschirmplatte 26 umfasst Regionen Z2 (durch die Phantomlinien in 3 umgebenen Regionen), die über den entsprechenden Regionen Z1 liegen. Das heißt, dass die Abschirmplatte 26 eine im Wesentlichen rechteckige planare Form aufweist und die Region Z2 umfasst, die über den Halbleiterelementen 11 auf dem Bestückungssubstrat 12 angebracht ist.
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Die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A erstrecken sich, um durch die Öffnungen 16A der dritten Isolierschicht 16, die Öffnungen 22B der negativen Anschlussplatine 22, die Öffnungen 23A der ersten Isolierschicht 23, die Öffnungen 21H der positiven Anschlussplatine 21, die Öffnungen 25A der zweiten Isolierschicht 25 und die Fehlstellen 26A der Abschirmplatte 26 eingebracht zu werden, und erstrecken sich weiterhin in eine Richtung weg von dem laminierten Körper 20. Daher weist der laminierte Körper 20 Öffnungen 20A auf, die durch die Öffnungen 22B der negativen Anschlussplatine 22, die Öffnungen 23A der ersten Isolierschicht 23 und die Öffnungen 21H der positiven Anschlussplatine 21 gebildet sind, und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A werden durch die entsprechenden Öffnungen 20A eingebracht.
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Die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B erstrecken sich, um durch die Öffnungen 16B der dritten Isolierschicht 16, die Öffnungen 22H der negativen Anschlussplatine 22, die Öffnungen 23B der ersten Isolierschicht 23, die Öffnungen 21B der positiven Anschlussplatine 21, die Öffnungen 25B der zweiten Isolierschicht 25 und die Fehlstellen 26B der Abschirmplatte 26 eingebracht zu werden, und erstrecken sich weiterhin in eine Richtung weg von dem laminierten Körper 20. Daher weist der laminierte Körper 20 Öffnungen 20B auf, die durch die Öffnungen 22H der negativen Anschlussplatine 22, die Öffnungen 23B der ersten Isolierschicht 23 und die Öffnungen 21B der positiven Anschlussplatine 21 gebildet sind, und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B werden durch die entsprechenden Öffnungen 20B eingebracht.
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Die positiven Anschlussabschnitte 21A werden durch die Öffnungen 25A der zweiten Isolierschicht 25 und die Fehlstellen 26A der Abschirmplatte 26 eingebracht und erstrecken sich in eine Richtung weg von dem laminierten Körper 20. Die negativen Anschlussabschnitte 22A werden durch die Öffnungen 23B der ersten Isolierschicht 23, die Öffnungen 21B der positiven Anschlussplatine 21, die Öffnungen 25B der zweiten Isolierschicht 25 und die Fehlstellen 26B der Abschirmplatte 26 eingebracht und erstrecken sich in eine Richtung weg von dem laminierten Körper 20.
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Die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A sind durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden. Die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negative Elektrodenverbindungsplatine 11B sind durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden.
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Eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 werden durch die Vertiefungen 16K der dritten Isolierschicht 16, die Vertiefungen 22K der negativen Anschlussplatine 22, die Vertiefungen 23K der ersten Isolierschicht 23, die Vertiefungen 21K der positiven Anschlussplatine 21, die Vertiefungen 25K der zweiten Isolierschicht 25 und die Vertiefungen 26K der Abschirmplatte 26 eingebracht und erstrecken sich in eine Richtung weg von dem laminierten Körper 20. Eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 sind durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden.
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Wie in 1 gezeigt ist, befindet sich ein sich von dem Bestückungssubstrat 12 unterscheidendes Schaltkreissubstrat 30 an der Seite des laminierten Körpers 20, die dem Bestückungssubstrat 12 gegenüberliegt. Das heißt, dass das Schaltkreissubstrat 30 oberhalb der Abschirmplatte 26 aus der Ansicht von 1 angebracht wird. Das Schaltkreissubstrat 30 weist durch dieses eine Vielzahl von Bolzenlöchern 30H (im Ausführungsbeispiel zehn Löcher) zum Aufnehmen eines Bolzens 31 auf und das Schaltkreissubstrat 30 wird mit dem Gehäuse 13 mit Hilfe der Bolzen 31, die durch die Bolzenlöcher 30H eingebracht werden und in Gewindelöcher in den Ansatzabschnitten 13B eingeschraubt werden, zusammengesetzt. Das Schaltkreissubstrat 30 weist durch dieses eine Vielzahl von Gruppen von Einbringlöchern 30A auf (im Ausführungsbeispiel sechs Gruppen mit jeweils zehn Löchern), durch die die Signalanschlüsse 13C eingebracht werden. Die Signalanschlüsse 13C, die so in die Einbringlöcher 30A eingebracht werden, werden mit Strukturen des Schaltkreissubstrats 30 verlötet, mit dem Resultat, dass das Schaltkreissubstrat 30 und das Bestückungssubstrat 12 elektrisch verbunden werden. Demzufolge kann das Schaltkreissubstrat 30 die Halbleiterelemente 11 ansteuern.
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Im Folgenden wird ein Prozess zum Herstellen der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 10 beschrieben. Zunächst wird das Bestückungssubstrat 12, auf dem sich eine Vielzahl der Halbleiterelemente 11 befindet, auf der Wärmesenke 14 über eine Isolierschicht, die nicht gezeigt ist, platziert. Als Nächstes werden die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A, die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B und der Verbindungsanschluss 11C mit den Halbleiterelementen 11 verlötet und das Gehäuse 13 wird mit der Wärmesenke 14 verbunden. Die Halbleiterelemente 11 und die Signalanschlüsse 13C werden anschließend durch Drahtbonden elektrisch verbunden. Die Halbleiterelemente 11 werden durch Harz vergossen und der laminierte Körper 20, mit dem die dritte Isolierschicht 16, die zweite Isolierschicht 25 und die Abschirmplatte 26 anschließend verbunden werden, wird auf dem Bestückungssubstrat 12 montiert. Anschließend werden die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A durch eine Metallverbindung verbunden, die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B werden durch eine Metallverbindung verbunden und eines von Enden der Verbindungsanschlüsse 11C und eines von Enden der Busstromschienen 24 wird durch eine Metallverbindung verbunden. Anschließend werden das Schaltkreissubstrat 30 und das Gehäuse 13 durch die Bolzen 31 zusammengesetzt. Schließlich werden die Signalanschlüsse 13C mit Strukturen des Schaltkreissubstrats 30 verlötet.
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Im Folgenden wird der Betrieb bzw. die Operation der Halbleitervorrichtung 10 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Halbleitervorrichtung 10, in der der laminierte Körper 20 durch Laminieren der positiven Anschlussplatine 21 und der negativen Anschlussplatine 22 mit der ersten Isolierschicht 23 ausgebildet ist, die dazwischen eingebracht ist, sodass die Ströme in der positiven Anschlussplatine 21 und der negativen Anschlussplatine 22 in entgegengesetzte Richtungen fließen. Daher werden der magnetische Fluss, der durch den Stromfluss in der positiven Anschlussplatine 21 erzeugt wird, und der magnetische Fluss, der durch die Stromfluss in der negativen Anschlussplatine 22 erzeugt wird, durch gegenseitige Induktion aufgehoben, mit dem Ergebnis, dass die Induktanz zwischen der positiven Anschlussplatine 21 und der negativen Anschlussplatine 22 verringert wird.
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Weiterhin gilt im Fall der Halbleitervorrichtung 10, in der das sich von dem Bestückungssubstrat 12 unterscheidende Schaltkreissubstrat 30 an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem Bestückungssubstrat 12 gegenüberliegt, angebracht ist, dass die Ausbreitung einer elektromagnetischen Störung von den Halbleiterelementen 11 zu dem Schaltkreissubstrat 30 durch die Abschirmplatte 26 eingeschränkt wird.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel weist die folgenden vorteilhaften Effekte auf.
- (1) Die Abschirmplatte 26 ist mit dem laminierten Körper 20 über die zweite Isolierschicht 25 an der Seite des laminierten Körpers 20, die dem Bestückungssubstrat 12 gegenüberliegt, verbunden bzw. gebondet. Wie im Stand der Technik ist der laminierte Körper 20 konfiguriert, sodass die positive Anschlussplatine 21 und die negative Anschlussplatine 22 durch die erste Isolierschicht 23 laminiert sind, wobei die erste Isolierschicht 23 dazwischen eingebracht ist, um die Induktanz der positiven Anschlussplatine 21 und der negativen Anschlussplatine 22 zu reduzieren. Weil die Abschirmplatte 26 mit dem laminierten Körper 20 verbunden bzw. gebondet ist, oder die Abschirmplatte 26 zwischen dem Bestückungssubstrat 12 und dem Schaltkreissubstrat 30 angebracht ist, wird kein Halteelement, das die Abschirmplatte 26 zwischen dem Bestückungssubstrat und dem Schaltkreissubstrat 30 hält, benötigt. Demzufolge benötigt eine Herstellung der Halbleitervorrichtung 10 keinen Prozess zum Zusammensetzen der Abschirmplatte 26 mit einem Halteelement und daher kann der laminierte Körper 20 mit der daran gebondeten Abschirmplatte 26 lediglich an dem Bestückungssubstrat 12 montiert werden. Als eine Folge kann die Zusammensetzzeit für die Halbleitervorrichtung 10 reduziert werden und die Halbleitervorrichtung 10 kann kleiner ausgebildet sein.
- (2) Die Abschirmplatte 26 und die Halbleiterelemente 11 liegen eine über der anderen in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 und das Schaltkreissubstrat 30, das die Halbleiterelemente 11 ansteuert, und die Abschirmplatte 26 liegen ebenso eines über dem anderen in der gleichen Richtung. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Ausbreitung der elektromagnetischen Störung von den Halbleiterelementen 11 zu dem Schaltkreissubstrat 30 einfach durch die Abschirmplatte 26 eingeschränkt werden.
- (3) Der laminierte Körper 20 weist die Öffnungen 20A auf, durch die die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden. Die Abschirmplatte 26 weist die Fehlstellen 26A auf, durch die die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A eingebracht werden. Die positiven Verbindungsabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A werden durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden. Weil sich die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A in den Fehlstellen 26A befinden, kann die Bewegung der Abschirmplatte 26 bezüglich des laminierten Körpers 20 in der Oberflächenrichtung davon eingeschränkt werden. Als eine Folge wird die Abschirmplatte 26 genau bezüglich des laminierten Körpers 20 positioniert und die durch die Halbleiterelemente 11 erzeugte elektromagnetische Störung wird einfach abgeschirmt.
- (4) Der laminierte Körper 20 weist die Öffnungen 20B auf, durch die die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B eingebracht werden. Die Abschirmplatte 26 weist die Fehlstellen 26B auf, durch die die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B eingebracht werden. Die negativen Verbindungsabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B werden durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden. Weil sich die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negative Elektrodenverbindungsplatine 11B in den Fehlstellen 26B befinden, kann die Bewegung der Abschirmplatte 26 bezüglich des laminierten Körpers 20 in der Oberflächenrichtung davon eingeschränkt werden, was dazu führt, dass die Abschirmplatte 26 genau bezüglich des laminierten Körpers 20 positioniert wird und die durch die Halbleiterelemente 11 erzeugte elektromagnetische Störung leicht abgeschirmt wird.
- (5) Die vorstehend beschriebene Halbleitervorrichtung 10, die ein Halteelement zum Halten der Abschirmplatte 26 zwischen dem Bestückungssubstrat 12 und dem Schaltkreissubstrat 30 weglässt, kann kleiner und leichter gemacht werden. Weiterhin kann die Konfiguration der Halbleitervorrichtung 10 durch Verwenden einer Metallverbindung zum Verbinden der Komponententeile verhindern, dass die Halbleitervorrichtung 10 in der Breiterichtung davon größer wird als im Vergleich zu der Konfiguration unter Verwendung von Schrauben für die Verbindung.
- (6) Die positiven Anschlussabschnitte 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A werden durch eine Metallverbindung an der Seite der gegenüberliegenden Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden. Die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B werden durch eine Metallverbindung an der Seite der Abschirmplatte 26, die dem laminierten Körper 20 gegenüberliegt, verbunden. Gemäß einer solchen Konfiguration, nachdem die Verbindung des Halbleiterelements 11 durch Löten an die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A, die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B und den Verbindungsanschluss 11C, das Bonden des Bestückungssubstrats 12 an das Gehäuse 13 und das Vergießen des Halbleiterelements 11 durch Harz abgeschlossen ist, können der positive Anschlussabschnitt 21A und die positiven Elektrodenverbindungsplatinen 11A durch eine Metallverbindung verbunden werden und die negativen Anschlussabschnitte 22A und die negativen Elektrodenverbindungsplatinen 11B können durch eine Metallverbindung verbunden werden.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann vielfältig wie nachstehend dargestellt modifiziert werden. Beispielsweise können der positive Anschlussabschnitt 21A und die positive Elektrodenverbindungsplatine 11A an der Seite des laminierten Körpers 20, die benachbart zu dem Bestückungssubstrat 12 liegt, elektrisch verbunden werden. In diesem Fall kann der laminierte Körper 20 die Öffnungen 20A bzw. die Abschirmplatte 26 mit den Fehlstellen 26A weglassen.
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Beispielsweise können der negative Anschlussabschnitt 22A und die negative Elektrodenverbindungsplatine 11B an der Seite des laminierten Körpers 20, die benachbart zu dem Bestückungssubstrat 12 verläuft, elektrisch verbunden werden. In diesem Fall kann der laminierte Körper 20 die Öffnungen 20B bzw. die Abschirmplatte 26 mit den Fehlstellen 26B weglassen.
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Die erste Isolierschicht 23 kann beispielsweise aus einem einzelnen Blatt von Isolierpapier ausgebildet sein. Die zweite Isolierschicht 25 kann beispielsweise aus einem einzelnen Blatt von Isolierpapier ausgebildet sein.
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Die Fehlstellen 26A, 26B können durch Vertiefungen wie etwa 26K ersetzt werden. Die positive Anschlussplatine 21 kann sich benachbart oder näher an dem Bestückungssubstrat 12 in der Laminierrichtung des laminierten Körpers 20 befinden als die negative Anschlussplatine 22.
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Das Halbleiterelement 11 kann ein MOSFET sein. Die Anzahl der Halbleiterelemente 11 ist nicht auf sechs beschränkt. Die Abschirmplatte 26 kann durch Nickelbeschichtung und dergleichen oberflächenbehandelt sein.
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Die Abschirmplatte 26 kann aus einer metallischen Legierung bestehen, die eine elektromagnetische Störung abschirmt. Die Abschirmplatte 26 kann eine Region Z2 umfassen, die über zumindest einem Teil des Halbleiterelements 6 liegt. Mit anderen Worten kann die Abschirmplatine 26 nicht über einem Teil des Halbleiterelements 11 liegen.
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Die positive Anschlussplatine 21 und die negative Anschlussplatine 22 können eine Region Z1 umfassen, die über zumindest einem Teil des Halbleiterelements 11 liegt. Mit anderen Worten können die positive Anschlussplatine 21 und die negative Anschlussplatine 22 nicht über einem Teil des Halbleiterelements 11 liegen.
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Es ist eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die ein Bestückungssubstrat, ein auf dem Bestückungssubstrat montiertes Halbleiterelement, einen laminierten Körper, der mittels einer positiven Anschlussplatine und einer negativen Anschlussplatine laminiert ist, wobei eine erste Isolierschicht dazwischen eingebracht ist, und eine Abschirmplatte aufweist, die mit dem laminierten Körper verbunden ist, wobei eine zweite Isolierschicht dazwischen an der Seite des laminierten Körpers, die dem Bestückungssubstrat gegenübersteht, eingebracht ist. Die positive Anschlussplatine und die negative Anschlussplatine sind elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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