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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, die ein Gehäuse aufweist.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise wird eine Anordnung eines Einführens einer Elektrode, die aus einem plattenartigen Metall besteht, in ein Gehäuse auf eine elektrische Verdrahtung von einem Halbleiter-Chip in einem Inneren des Gehäuses einer Leistungshalbleitervorrichtung zu einer Außenseite des Gehäuses angewendet (zum Beispiel Patentdokument 1). Insbesondere ist ein Ende der Elektrode zum Beispiel durch Löten an einer Innenseite der Vorrichtung befestigt, und das andere Ende der Elektrode ist gefaltet, sodass es parallel zu einer oberen Oberfläche des Gehäuses liegt.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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Patentdokument 1: Offengelegte,
japanische Patentanmeldung Nr. 2007-184315
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Zusammenfassung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Da das andere Ende der Elektrode, das sich auf der oberen Oberfläche des Gehäuses befindet, zum Beispiel durch einen Stift mit einer externen Verdrahtung verbunden ist, wird eine bestimmte Genauigkeit zum Beispiel für eine Position, ein räumliches Verhältnis und eine Größe der Elektrode benötigt. Als eine Folge weist die herkömmliche Anordnung ein Problem auf, dass die Elektrodenstruktur komplex wird, womit Kosten für die Elektrode steigen und die Elektrode schwierig herzustellen ist.
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Die vorliegende Erfindung ist deshalb angefertigt worden, um Probleme, wie vorstehend beschrieben, zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zur Verfügung zu stellen, welche eine Flexibilität in Positionen, räumlichen Verhältnissen und Größen von Bestandselementen einbringen kann.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Substrat, auf welchem ein Halbleiter-Chip angeordnet ist; eine Elektrode, welche ein Ende aufweist, das an dem Substrat befestigt ist, und aufrecht auf dem Substrat steht; ein isolierendes Gehäuse, welches die Elektrode aufnimmt und ein Teil aufweist, das dem anderen Ende der Elektrode gegenüberliegt; eine leitfähige Buchse, welche in das Gehäuse in dem Teil des Gehäuses eingelassen ist; und eine leitfähige Komponente, welche das andere Ende der Elektrode und die Buchse elektrisch verbindet.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Elektrode und die Buchse durch das leitfähige Bauteil wie den Gewindestift elektrisch verbunden. Eine Flexibilität kann in Positionen, räumliche Verhältnisse und Größen von Bestandselementen eingebracht werden.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird.
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Figurenliste
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- [1] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer artverwandten Halbleitervorrichtung darstellt.
- [2] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 darstellt.
- [3] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 darstellt.
- [4] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 darstellt.
- [5] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 darstellt.
- [6] Eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsform(en)
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<Ausführungsform 1>
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Vor der Beschreibung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird eine dazu artverwandte Leistungshalbleitervorrichtung (nachfolgend als „die artverwandte Halbleitervorrichtung“ bezeichnet) beschrieben.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer artverwandten Halbleitervorrichtung darstellt. Die artverwandte Halbleitervorrichtung weist ein isolierendes Substrat 1, welches ein Substrat mit einem Halbleiter-Chip (nicht gezeigt) darauf ist, eine Elektrode 2, ein isolierendes Gehäuse 3 und eine Mutter bzw. Buchse 4 auf.
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In der nachfolgenden Beschreibung besteht ein Halbleiterelement des Halbleiter-Chips aus Siliziumkarbid (SiC), das eine hohe Spannungsfestigkeit, einen geringen EIN-Widerstand und einen hohen thermischen Widerstand aufweist, die Anordnung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Halbleiterelement des Halbleiter-Chips einen Halbleiter mit breiter Bandlücke aufweisen, der aus Galliumnitrid (GaN) anstelle von SiC besteht, oder kann auch aus Silizium (Si) bestehen.
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Die Elektrode 2 besteht aus einem Metall und weist eine Form auf, die an einer Mehrzahl von Bereichen gefaltet ist. Ein Ende der Elektrode 2 ist zum Beispiel durch Löten an dem isolierenden Substrat 1 des Halbleiter-Chips befestigt und ist elektrisch mit dem Halbleiter-Chip verbunden, der auf dem isolierenden Substrat 1 angeordnet ist. Die Elektrode 2 steht aufrecht auf dem isolierenden Substrat 1.
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Das Gehäuse 3 bedeckt das eine Ende der Elektrode 2. Die Elektrode 2 tritt durch das Gehäuse 3 hindurch, und das andere Ende der Elektrode 2 befindet sich auf einer Außenseite des Gehäuses 3.
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Die Buchse 4 ist nah einer Durchgangsbohrung, durch welche die Elektrode 2 hindurchtritt, in einer oberen Seite des Gehäuses 3 eingelassen. Die Elektrode 2 ist so gefaltet, dass das andere Ende der Elektrode 2 parallel mit der oberen Oberfläche des Gehäuses 3 angeordnet ist und sich über der Buchse 4 befindet.
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Die Buchse 4 wird als ein externes Anschlussteil 4a verwendet, das durch einen Stift (nicht gezeigt) zum Verbinden mit einer externen Verdrahtung (nicht gezeigt) mit dem anderen Ende der Elektrode 2 (ein Verbindungsteil) zusammen verbunden (verschraubt) ist. Der Stift zum Verbinden verbindet die Elektrode 2 und die externe Verdrahtung, wie vorstehend beschrieben, womit der Halbleiter-Chip in dem Gehäuse 3 über die Elektrode 2 elektrisch mit der externen Verdrahtung verbunden ist.
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Zu dieser Zeit wird eine bestimmte Genauigkeit für eine Position, ein räumliches Verhältnis und eine Größe zum Beispiel der Elektrode 2, der Durchgangsbohrung der Elektrode 2 in dem Gehäuse 3 und der Buchse 4 benötigt, um eine solche Verbindung zu erzielen. Als eine Folge weist eine solche Anordnung ein Problem auf, dass eine Elektrodenstruktur komplex wird, womit Kosten für die Elektrode 2 steigen. Ein Defekt zum Beispiel aufgrund eines Brechens des Gehäuses tritt in einigen Fällen bei einem Vorgang des Faltens der Elektrode 2 zum Beispiel nach dem Zusammensetzen des Gehäuses 3 auf, sodass die vorstehend beschriebene Anordnung ein Problem aufweist, dass sich eine Ausbeute und Herstellungskosten verschlechtern. Die Genauigkeit einer Ausrichtung ist bei einem Zusammensetzen erforderlich, sodass die vorstehend beschriebene Anordnung ein Problem aufweist, dass ein Ergebnis und eine Betriebsdauer von einer Befähigung eines Benutzers abhängen. Im Gegensatz dazu können gemäß der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1, die nachfolgend beschrieben ist, solche Probleme gelöst werden.
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2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 darstellt. Die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen, die in der artverwandten Halbleitervorrichtung beschrieben sind, werden den gleichen oder ähnlichen Bestandselementen in der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 zugewiesen, und nachfolgend werden hauptsächlich die unterschiedlichen Bestandselemente beschrieben.
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Die Leistungshalbleitervorrichtung in 2 weist das isolierende Substrat 1, welches das Substrat mit dem Halbleiter-Chip darauf ist, die Elektrode 2, das isolierende Gehäuse 3, die Buchse 4 und einen Gewindestift 5 auf.
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Die Elektrode 2 (2) gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 ist an dem isolierende Substrat 1 an einem Ende davon befestigt und steht aufrecht auf dem isolierenden Substrat 1 in einer Weise ähnlich zu der Elektrode 2 der artverwandten Halbleitervorrichtung (1). Die Elektrode 2 (2) gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 weist jedoch gefaltete Bereiche in einer geringeren Zahl auf als die Elektrode 2 (1) der artverwandten Halbleitervorrichtung, wodurch sie eine relativ einfache Form und Struktur aufweist.
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Das Gehäuse 3 weist die Durchgangsbohrung nicht auf, durch welche die Elektrode 2 hindurchtritt, sondern nimmt die Elektrode 2 auf. Das Gehäuse 3 weist ein Teil auf, das dem anderen Ende der Elektrode 2 gegenüberliegt. Die Buchse 4 weist eine Leitfähigkeit auf und ist in das Gehäuse 3 an dem Teil eingeführt, das dem anderen der Elektrode 2 in dem Gehäuse 3 gegenüberliegt. In der vorliegenden Ausführungsform 1 steht die Buchse 4 von einer äußeren Oberfläche des Gehäuses 3 vor und steht von einer inneren Oberfläche des Gehäuses 3 vor.
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Der Gewindestift 5 ist eine leitfähige Komponente, um das andere Ende der Elektrode 2 und die Buchse 4 elektrisch zu verbinden. Ein Ende des Gewindestifts 5 ist mit dem anderen Ende der Elektrode 2 verbunden (verschraubt), und das andere Ende des Gewindestifts 5 ist teilweise mit der Buchse 4 verbunden (verschraubt). Als ein Verfahren eines Erzielens der vorstehenden Anordnung wird ein Verfahren angenommen, dass die Buchse 4 so in das Gehäuse 3 eingelassen ist, dass sie zum Teil mit Bezug auf das Gehäuse 3 drehbar ist, und dann wird zum Beispiel die Buchse 4 gedreht, um den Gewindestift 5 zu befestigen (festzuschrauben). Als ein Verfahren eines Erzielens der vorstehenden Anordnung wird auch ein Verfahren angenommen, dass das Gehäuse zum Beispiel nach dem Befestigen (Festschrauben) des Gewindestifts 5 gegossen wird. Das andere Verfahren kann jedoch auch angewendet werden, um die vorstehende Anordnung zu erzielen.
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Ein übriger Teil der Buchse 4 außer einem Teil, mit welchem der Gewindestift 5 (ein oberer Teil in 2) verbunden (verschraubt) ist, wird als das externe Verbindungsteil 4a verwendet. Der Stift (nicht gezeigt) zum Verbinden mit der externen Verdrahtung (nicht gezeigt) ist mit dem externen Verbindungsteil 4a verbunden (verschraubt). Der Halbleiter-Chip (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 3 ist dadurch über die Elektrode 2, den Gewindestift 5 und die Buchse 4 elektrisch mit der externen Verdrahtung verbunden.
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<Schlussfolgerung der Ausführungsform 1>
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Gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Ausführungsform 1 sind die Elektrode 2 und die Buchse 4 durch den Gewindestift 5 elektrisch verbunden. Da das Ausführen des Faltens des anderen Endes der Elektrode beim Fertigen der artverwandten Halbleitervorrichtung dadurch nicht benötigt wird, kann eine Flexibilität in Positionen, räumliche Verhältnisse und Größen der Elektrode 2 und der Buchse 4 eingebracht werden. Als eine Folge kann eine Reduzierung von Kosten und eine Verbesserung eines Zusammenbaus der Elektrode 2 erwartet werden. Der Faltvorgang an dem Ende der Elektrode wird weggelassen, womit ein Defekt zum Beispiel aufgrund eines Brechens des Gehäuses reduziert werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 ist das eine Ende des Gewindestifts 5 mit dem anderen Ende der Elektrode 2 verbunden, und das andere Ende des Gewindestifts 5 ist teilweise mit der Buchse 4 verbunden (verschraubt). Somit kann die Buchse 4 auch die Funktion des externen Verbindungsteils 4a haben, mit welchem der Stift zum Verbinden mit der externen Verdrahtung verbunden (verschraubt) werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 steht die Buchse 4 von der äußeren Oberfläche des Gehäuses 3 vor und steht von der inneren Oberfläche des Gehäuses 3 vor. Somit kann, selbst wenn der Gewindestift 5 in einer Länge kurz ist, eine Zuverlässigkeit eines Verbindens (Verschraubens) des Gewindestifts 5 mit der Buchse 4 erhöht werden. Ein Verbindungsdefekt zwischen der externen Verdrahtung und der Buchse 4 und somit eine DISCONNECTION kann reduziert werden.
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<Ausführungsform 2>
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3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen, die in der Ausführungsform 1 beschrieben sind, werden den gleichen oder ähnlichen Bestandselementen in der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 zugewiesen, und nachfolgend werden hauptsächlich die unterschiedlichen Bestandselemente beschrieben.
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Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 weist einen Stift 6 anstelle des Gewindestifts 5 als eine leitfähige Komponente auf, um die Elektrode 2 und die Buchse 4 elektrisch zu verbinden. Ein Ende (ein Kopf) des Stifts 6 ist mit dem anderen Ende der Elektrode 2 verbunden, und das andere Ende des Stifts 6 ist teilweise mit der Buchse 4 verbunden (verschraubt).
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<Schlussfolgerung der Ausführungsform 2>
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Gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Ausführungsform 2 kann die Wirkung ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform 1 erhalten werden. Da ein Verbindungsteil durch Verwenden des Stifts 6 verbessert werden kann, kann die Zuverlässigkeit der Leistungshalbleitervorrichtung erhöht werden.
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<Ausführungsform 3>
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4 und 5 sind Querschnittsansichten, die jeweils eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellen. Die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen, die in der Ausführungsform 1 beschrieben sind, werden den gleichen oder ähnlichen Bestandselementen in der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 zugewiesen, und nachfolgend werden hauptsächlich die unterschiedlichen Bestandselemente beschrieben.
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Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 weist einen Bananenstecker 7 anstelle des Gewindestifts 5 als eine leitfähige Komponente auf, um die Elektrode 2 und die Buchse 4 elektrisch zu verbinden. Ein Ende des Bananensteckers 7 ist mit dem anderen Ende der Elektrode 2 verbunden, und das andere Ende des Bananensteckers 7 ist teilweise mit der Buchse 4 verbunden (verschraubt). 4 stellt einen Zustand dar, bevor der Bananenstecker 7 verbunden (eingepasst) ist, und 5 stellt einen Zustand dar, nachdem der Bananenstecker 7 verbunden (eingepasst) ist.
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<Schlussfolgerung der Ausführungsform 3>
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Gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Ausführungsform 3 kann die Wirkung ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform 1 erhalten werden. Da der Bananenstecker 7 die Notwendigkeit für ein Befestigen beseitigt, kann eine Zusammensetzbarkeit verbessert werden. Die Reduzierung einer Gesamtzahl von Komponenten kann ebenfalls erwartet werden.
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<Ausführungsform 4>
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6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen, die in der Ausführungsform 1 beschrieben sind, werden den gleichen oder ähnlichen Bestandselementen in der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 zugewiesen, und nachfolgend werden hauptsächlich die unterschiedlichen Bestandselemente beschrieben.
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Die Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 weist einen Stift 8 zum Verbinden mit der externen Verdrahtung anstelle des Gewindestifts 5 als eine leitfähige Komponente auf, um die Elektrode 2 und die Buchse 4 elektrisch zu verbinden. Ein Kopf des Stifts 8 ist an einer Außenseite des Gehäuses 3 angeordnet, ein Mittenbereich des Stifts 8 ist in die Buchse 4 eingeführt, und eine Schraubenspitze des Stifts 8 ist mit dem anderen Ende der Elektrode 2 verbunden.
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Eine Feder 2a, welche ein elastischer Bereich ist, ist an dem anderen Ende der Elektrode 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 angeordnet. Dann wird die Schraubspitze des Stifts 8 mit der Feder 2a der Elektrode 2 verbunden.
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<Schlussfolgerung der Ausführungsform 4>
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Gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Ausführungsform 4 kann die Wirkung ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform 1 erhalten werden. Da der Stift 8 zum Verbinden der externen Verdrahtung in die Buchse 4 eingeführt wird, kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 ist die Schraubenspitze des Stifts 8 mit der Feder 2a verbunden, die an dem anderen Ende der Elektrode 2 vorgesehen ist. Somit kann, selbst wenn der Stift 8 zu weit eingeschraubt wird, eine Beschädigung der Elektrode 2 reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorstehenden Ausführungsformen beliebig kombiniert werden, oder jede Ausführungsform kann innerhalb des Gültigkeitsumfangs der Erfindung geeignet variiert oder weggelassen werden.
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Die vorliegende Erfindung ist gezeigt und detailliert beschrieben worden, die vorstehende Beschreibung ist in allen Aspekten darstellend und nicht einschränkend. Es ist deshalb zu verstehen, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen entworfen werden können, ohne den Gültigkeitsumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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1. Isolierendes Substrat, 2 Elektrode, 2a Feder, 3 Gehäuse, 4 Buchse, 5 Gewindestift, 6, 8, Stift, 7 Bananenstecker
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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