DE19952966A1 - Modulartige Halbleitervorrichtung - Google Patents

Modulartige Halbleitervorrichtung

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DE19952966A1 DE19952966A DE19952966A DE19952966A1 DE 19952966 A1 DE19952966 A1 DE 19952966A1 DE 19952966 A DE19952966 A DE 19952966A DE 19952966 A DE19952966 A DE 19952966A DE 19952966 A1 DE19952966 A1 DE 19952966A1
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Atsushi Yamamoto
Takashi Kusano
Takanobu Nishimura
Kouji Araki
Hiroshi Fukuyoshi
Yutaka Ishiwata
Tsutomu Okutomi
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine modulartige Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, einen durch einen Temperaturzyklus verursachten Ermüdungsschaden in einer Lötzinnschicht zu verhindern, zur Verbesserung der Zuverlässigkeit. Diese modulartige Halbleitervorrichtung hat eine isolierende Keramikschicht (1), eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist, eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist, ein Halbleiterelement, das mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und einen Wärmeleitungssockel (7a), der mit der zweiten leitfähigen Schicht durch Lötzinn (6a) verbunden ist, und das Verhältnis t¶b¶/t¶s¶ der Dicke t¶b¶ des Wärmeleitungssockels zur Dicke t¶s¶ des Lötzinns fällt in den Bereich von 6,7 bis 80.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine modulartige Halbleitervorrichtung, welche einen Wärmeleitungssockel hat, der an einem Kühlkörper bzw. einer Wärmesenke zum Zwecke der Kühlung festgemacht werden kann, und welche Vorrichtung eine Stapelstruktur hat, bei der Lötzinn, die zweite leitfähige Schicht, ein isolierendes Substrat, die erste leitfähige Schicht und ein Halbleiterelement auf dem Wärmeleitungssockel vorgesehen sind.
Auf dem Gebiet der Halbleiterelemente, wie den Leistungsschaltelementen, sind modulartige Halbleitervorrichtungen, bei welchen ein oder mehrere Halbleiterelemente in einem Paket untergebracht sind, allgemein bekannt.
Fig. 1 ist eine typische Ansicht, welche die schematische Struktur einer konventionellen, modulartigen Halbleitervorrichtung zeigt. Bei dieser modulartigen Halbleitervorrichtung, werden bezüglich eines isolierenden Substrates 4, welches gebildet wird durch Verbindung der ersten leitfähigen Schicht mit einer Oberfläche einer isolierenden Keramikschicht 1 und der zweiten leitfähigen Schicht 3 mit deren anderer Oberfläche, ein oder mehrere Halbleiterelemente 5 mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden, und ein Wärmeleitungssockel 7 ist durch Lötzinn 6 mit der zweiten leitfähigen Schicht 3 verbunden.
Der Wärmeleitungssockel 7 kann an einem Kühlkörper (nicht abgebildet) befestigt werden, der aus dem gleichen wärmeleitfähigen Material besteht, mit Hilfe eines Bolzens oder dergleichen.
Indem die modulartige Halbleitervorrichtung so aufgebaut ist, wird während die Halbleiterelemente 5 von dem externen Kühlkörper isoliert sind, Wärme, die während des Betriebes von den Halbleiterelementen 5 erzeugt wird, zu dem externen Kühlkörper geführt, durch das isolierende Substrat 4 und den Wärmeleitungssockel 7.
In der oben beschriebenen modulartigen Halbleitervorrichtung verbindet jedoch Lötzinn 6 das isolierende Substrat 4 mit dem Wärmeleitungssockel 7, der einen anderen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat wie das isolierende Substrat 4. Aus diesem Grund ist der Lötzinn 6 ein schadensanfälliger Bereich in einem Temperaturzyklus. Ein tatsächlicher Fehler oder Schaden wird meist durch Ermüdung des Lötzinns 6 verursacht.
Die Teile der modulartigen Halbleitervorrichtung werden in einem Temperaturzyklus, der aus einem Temperaturanstieg und einem Temperaturabfall besteht, durch die Wiederholung der Wärmeerzeugung und Kühlung in der Folge der Einschalt/Ausschalt-Steuerung des Stroms während des Betriebes wiederholt gedehnt und zusammengezogen.
Wenn hierbei der Wärmeleitungssockel 7 beispielsweise aus Kupfer besteht, ist die Stärke der Ausdehnung und Stärke der Kontraktion um einen Faktor 4 verschieden zwischen der isolierenden Keramikschicht 1 und dem Wärmeleitungssockel 7 unter diesen Elementen.
Wenn die Ausdehnung und Kontraktion mit einer solche großen Differenz wiederholt wird, kann möglicherweise ein Ermüdungsbruch im Lötzinn 6 zwischen dem isolierenden Substrat 4 und dem Wärmeleitungssockel 7 auftreten. Der Ermüdungsbruch des Lötzinns 6 bewirkt auch den oben genannten Fehler, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verringert wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine modulartige Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, den durch einen Temperaturzyklus verursachten Ermüdungsbruch bzw. Ermüdungsschaden von Lötzinn zu verhindern und damit die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung ist entworfen für eine modulartige Halbleitervorrichtung, welche eine isolierende Keramikschicht umfaßt, eine erste leitfähige Schicht, die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist, eine zweite leitfähige Schicht, die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist, ein Halbleiterelement, welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist, und einen Wärmeleitungssockel, der mit der zweiten leitfähigen Schicht durch Lötzinn verbunden ist.
Hierbei ist die erste Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis tb/ts der Dicke tb des Wärmeleitungssockels zur Dicke ts des Lötzinns in den Bereich von 6.7 bis 80 fällt.
Wie aus dem oben gesagten klar hervorgeht, soll nach der vorliegenden Erfindung das Verhältnis tb/ts frt Dicke tb des Wärmeleitungssockels zur Dicke ts des Lötzinns in den Bereich von 6.7 bis 80 fallen. Damit ist es möglich, den durch einen Temperaturzyklus verursachten Ermüdungsbruch bzw. Ermüdungsschaden des Lötzinns zu verhindern, und somit die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Hierbei kann der Wärmeleitungssockel aus Kupfer (Cu), Aluminium (Al) oder MMC (metal matrix composite, d. h. Metallmatrixverbund) bestehen. In diesem Fall ist es möglich, neben dem obengenannten Vorteil auch die Kühleffizienz zu verbessern.
Zusätzlich kann die isolierende Keramikschicht aus Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliziumnitrid bestehen. In diesem Fall, da eine isolierende Keramikschicht verwendet wird, welche eine hervorragende Isolierwirkung und große Festigkeit hat, ist es möglich, neben dem obengenannten Vorteil die Zuverlässigkeit weiter zu verbessern.
Darüber hinaus kann der Lötzinn hauptsächlich aus Zinn, Blei oder Silber bestehen. In diesem Fall, da ein Lötzinn verwendet wird, welcher eine hervorragende mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit hat, ist es möglich, neben dem oben genannten Vorteil die Zuverlässigkeit weiter zu erhöhen.
Ferner, bei der entworfenen, modulartigen Halbleitervorrichtung, ist die zweite Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Dicke des Wärmeleitungssockels und jener des Lötzinns eine der folgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt:
  • (1) Wenn der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 2 mm und weniger als 4 mm hat, hat der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 50 µm.
  • (2) Wenn der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 4 mm und weniger als 6 mm hat, hat der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 100 µm.
  • (3) Wenn der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 6 mm und weniger als 8 mm hat, hat der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 150 µm.
  • (4) Wenn der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 8 mm und weniger als 9 mm hat, hat der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 200 µm.
  • (5) Wenn der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 9 mm hat, hat der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 250 µm.
Da die zweite Erfindung die Kombination der Dicke des Wärmeleitungssockels und jener des Lötzinns, wie oben beschrieben, geeignet spezifiziert, ist es möglich, einen durch einen Temperaturzyklus verursachten Ermüdungsbruch bzw. Ermüdungsschaden des Lötzinns zu verhindern und somit die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und gehen entweder aus der Beschreibung oder durch Verwirklichung der Erfindung hervor. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mittels von Maßnahmen und Kombinationen, die im Folgenden besonders herausgestellt werden, vorteilhaft verwirklicht und erzielt werden.
Die begleitenden Zeichnungen, welche durch Bezugnahme in die Offenbarung eingeschlossen sind, veranschaulichen gegenwärtig bevorzugte Ausführungen der Erfindung, und dienen zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung und der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungen dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
Fig. 1 ist eine typische Ansicht, welche die schematische Struktur einer konventionellen modulartigen Halbleitervorrichtung zeigt;
Fig. 2 ist eine typische Ansicht, welche die schematische Struktur einer modulartigen Halbleitervorrichtung in der ersten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 zeigt das Verhältnis der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts bei der ersten Ausführung; und
Fig. 4 zeigt die Sockeldicke tb für jede Lötzinndicke, die angewendet wurde auf die modulartige Halbleitervorrichtung bei der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Nun werden die Ausführungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführung
Fig. 2 ist eine typische Ansicht, welche die schematische Struktur einer modulartigen Halbleitervorrichtung der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. Die gleichen Bestandselemente wie in Fig. 1 tragen die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1, und daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt. Dies gilt genauso für die übrigen Ausführungen, so daß keine erneute Beschreibung hiervon vorgenommen wird.
Unter Verwendung der plastischen Spannung bzw. Verzerrung, die an Lötzinn 6a erzeugt wird, als Leistungsfähigkeitsfunktion, werden nämlich bei jeder der ersten bis fünften Ausführungen der vorliegenden Erfindung Bedingungen für die Kombination der Dicke des Lötzinns 6a (im Folgenden als "Lötzinndicke" bezeichnet) ts und der Dicke eines Wärmeleitungssockels 7a (im Folgenden als "Sockeldicke" bezeichnet) tb und dergleichen angegeben, um keinen Ermüdungsfehler zu verursachen.
In anderen Worten hat die modulartige Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Struktur, bei welcher nicht nur die Dicke des Lötzinns 6a, sondern auch die Dicke des Wärmeleitungssockels 7a beachtet wird, um die plastische Beanspruchung bzw. plastische Verformung, welche am Lötzinn 6a erzeugt wird, zu unterdrücken. Genauer gesagt kann in einem System, in welchem nur die Dicke des Lötzinns 6 erhöht wird (z. B. japanische Patentanmeldung Kokai Nr. 8-195471) die proportionale Relaxation einer Spannung zur Dicke des Lötzinns 6 erwartet werden, aber die thermische Leitfähigkeit des Lötzinns verringert sich, wodurch Wärme angesammelt bzw. aufgestaut wird. Es muß nicht erwähnt werden, daß ein solcher Wärmestau die Verformung bzw. Verspannung des Lötzinns 6 verursacht.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung erwogen daher die Verdünnung des Wärmeleitungssockels 7 im Hinblick auf die Verringerung der Spannung bzw. Verformung des Lötzinns 6, entwickelten das Konzept und optimierten schließlich die Beziehung zwischen der Dicke des Lötzinns 6 und jener des Wärmeleitungssockels 7, um dadurch die vorliegende Erfindung zu machen.
Bei den ersten bis fünften Ausführungen, wie in Fig. 2 gezeigt, wird Lötzinn 6a, der eine optimierte Dicke hat, anstelle des Lötzinns 6 verwendet, und genauso wird ein Wärmeleitungssockel 7a mit einer optimierten Dicke anstelle des Wärmeleitungssockels 7 verwendet.
Nun wird die erste Ausführung beschrieben. Fig. 3 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des Verhältnisses (tb/ts) der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts bei der ersten Ausführung. Genauer gesagt bezieht sich die Fig. 3 auf die plastische Verformung bzw. plastische Verspannung des Lötzinns, und zeigt das Ergebnis der Bestimmung der abhängigen Kennzeichen des Verhältnisses tb/ts der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts auf die plastische Verspannung bzw. plastische Verformung des Lötzinns mittels einer Analyse mit einem Finite-Elemente- Verfahren.
In Fig. 3 zeigt der Grenzwert A der plastischen Verspannung bzw. Verformung des Lötzinns eine Ermüdungsgrenze, die erhalten wird aus dem Ergebnis von Ermüdungstests, die an jeweiligen Lötzinnproben durchgeführt wurden. Das bedeutet, daß wenn die plastische Verformung bzw. Verspannung des Lötzinns nicht größer ist als der Grenzwert A, kein Ermüdungsschaden im Lötzinn 6a auftritt. In Fig. 3 fällt das Verhältnis tb/ts der Sockeldicke von nicht mehr als dem Grenzwert A zur Lötzinndicke in den Bereich von 6.7 bis 80 (6.7 ≦ (tb/ts) ≦ 80).
Daher ist es mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau möglich, das Auftreten eines Ermüdungsschadens am Lötzinn 6a aufgrund des Temperaturzyklus zu verhindern, und die Zuverlässigkeit zu verbessern, durch Einstellen des Verhältnisses tb/ts der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts in dem Bereich von 6.7 bis 80.
Zweite Ausführung
Die zweite Ausführung ist ein spezifisches Beispiel der ersten Ausführung. Während das Verhältnis tb/ts der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts in dem Bereich von 6.7-80 eingestellt ist, wird als Material für den Wärmeleitungssockel 7a Kupfer, Aluminium oder MMC gewählt. Hierbei sind die Bedingungen für den Wärmeleitungssockel 7 so, daß der Sockel 7 ein Leiter ist und eine exzellente thermische Leitfähigkeit im Hinblick auf die Kühleffizienz besitzt, und Kupfer, Aluminium oder MMC, welche diese Bedingungen erfüllen, werden als Material für den Sockel 7 verwendet.
Durch den obigen Aufbau kann die zweite Ausführung neben dem Vorteil der ersten Ausführung die Kühleffizienz vorteilhaft verbessern. MMC ist insbesondere vorzuziehen, ausgehend von dem Gesichtspunkt der Verringerung der thermischen Ermüdung des Lötzinns 6a, da die Differenz der Koeffizienten der thermischen Ausdehnung zwischen dem Sockel 7 aus MMC und der isolierenden Keramikschicht 1 klein ist.
Dritte Ausführung
Die dritte Ausführung ist ein spezifisches Beispiel der ersten Ausführung. Während das Verhältnis tb/ts der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts in den Bereich von 6.7-80 eingestellt wird, wird als Material für die isolierende Keramikschicht 1 Aluminiumnitrid (AlN), Aluminiumoxid (Al2O3) oder Siliziumnitrid (SiN) gewählt.
Hierbei ist die isolierende Keramikschicht 1 ein zentrales Substrat, mit welchem ein Halbleiterelement 5 durch die erste leitfähige Schicht 2 verbunden wird. Die Bedingungen für die isolierende Keramikschicht 1 sind so, daß sie eine exzellente Isoliercharakteristik hat und eine exzellente Festigkeit hat im Hinblick auf mechanische Festigkeit. Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliziumnitrid, welche diese Bedingungen erfüllen, werden als Material spezifiziert.
Durch den oben beschriebenen Aufbau, bei welchem eine isolierende Keramikschicht 1 verwendet wird, die exzellente isolierende Eigenschaften und große Festigkeit besitzt, kann die dritte Ausführung die Zuverlässigkeit der gesamten Vorrichtung verbessern, neben der Erzielung des Vorteils der ersten Ausführung.
Vierte Ausführung
Die vierte Ausführung ist ein spezifisches Beispiel der ersten Ausführung. Während das Verhältnis tb/ts der Sockeldicke tb zur Lötzinndicke ts in den Bereich von 6.7-80 eingestellt wird, wird die Hauptkomponente eines Lötzinns 6a als Zinn (Sn), Blei (Pb) oder Silber (Ag) gewählt.
Hierbei verbindet der Lötzinn 6a die isolierende Keramikschicht 1, mit welcher leitfähige Schichten verbunden sind, mit dem Wärmeleitungssockel 7a, und soll eine exzellente mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und thermische Leitfähigkeit besitzen. Zinn, Blei oder Silber, welche diese Bedingungen erfüllen, sind in dem Lötzinn 6a hauptsächlich enthalten.
Durch den oben beschriebenen Aufbau, bei welchem ein Lötzinn mit exzellenter mechanischer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und thermischer Leitfähigkeit verwendet wird, kann die vierte Ausführung die Zuverlässigkeit der gesamten Vorrichtung weiter verbessern, neben der Erzielung des Vorteils der ersten Ausführung.
Fünfte Ausführung
Fig. 4 zeigt die Sockeldicke tb für jede Lötzinndicke ts, die in der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung auf die modulartige Halbleitervorrichtung angewendet wird. Genauer gesagt betrifft Fig. 4 die plastische Verspannung bzw. Verformung des Lötzinns, und zeigt das Ergebnis der Gewinnung der abhängigen Eigenschaft der Sockeldicke auf die plastische Verformung bzw. Verspannung des Lötzinns bei jeder Lötzinndicke.
Man beachte, daß ein in Fig. 4 gezeigter Grenzwert A eine Grenze angibt, bis zu welcher im Lötzinn 6a kein Ermüdungsfehler auftritt, wie bereits oben gesagt.
In Fig. 4 hängt die Sockeldicke tb, welche nicht größer ist als der Grenzwert A, von der Lötzinndicke ts ab. Die Zahl der Kombinationen der Sockeldicke tb, welche eine plastische Lötzinnverformung haben, die kleiner ist als der Grenzwert A, mit der Lötzinndicke ts, beträgt fünf, wie folgt:
  • (1) Wenn die Sockeldicke tb nicht geringer als 2 mm und geringer als 4 mm ist, ist die Lötzinndicke ts nicht geringer als 50 µm (2 mm ≦ tb < 4 mm und 50 µm ≦ ts).
  • (2) Wenn die Sockeldicke tb nicht geringer als 4 mm und geringer als 6 mm ist, ist die Sockeldicke ts nicht geringer als 100 µm (4 mm ≦ tb < 6 mm und 100 µm ≦ ts).
  • (3) Wenn die Sockeldicke tb nicht geringer als 6 mm und geringer als 8 mm ist, ist die Lötzinndicke ts nicht geringer als 150 µm (6 mm ≦ tb < 8 mm und 150 µm ≦ ts).
  • (4) Wenn die Sockeldicke tb nicht geringer als 8 mm und geringer als 9 mm ist, ist die Lötzinndicke ts nicht geringer als 200 µm (8 mm ≦ tb < 9 mm und 200 µm ≦ ts).
  • (5) Wenn die Sockeldicke tb nicht niedriger als 9 mm ist, ist die Lötzinndicke ts nicht geringer als 250 µm (9 mm ≦ tb und 250 µm ≦ ts).
Somit ist es bei dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau durch Wahl einer der obigen fünf Kombinationen der Sockeldicke tb und der Lötzinndicke ts möglich, das Auftreten eines Ermüdungsschadens im Lötzinn 6a aufgrund eines Temperaturzyklus zu verhindern, und dadurch die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Bei der fünften Ausführung wurde ein Fall beschrieben, wo Materialien für den Wärmeleitungssockel 7a, die isolierende keramische Schicht 1 und den Lötzinn 6a nicht spezifiziert sind. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht hierauf beschränkt sein. Wie bei den zweiten bis vierten Ausführungen beschrieben, selbst wenn Materialien für den Wärmeleitungssockel 7a, die isolierende Keramikschicht 1 und den Lötzinn 6a spezifiziert werden, ist es möglich, den Vorteil der angewendeten Ausführung unter den zweiten bis vierten Ausführungen zu erzielen, neben dem Vorteil der fünften Ausführung.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden dem Fachmann leicht in den Sinn kommen. Daher ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details und repräsentativen Ausführungen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben wurden. Dementsprechend können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, ohne sich vom Geist oder Umfang des allgemeinen erfinderischen Konzeptes zu entfernen, wie es durch die angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims (13)

1. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend:
eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
ein Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist,
wobei das Verhältnis tb/ts der Dicke tb des Wärmeleitungssockels zur Dicke ts des Lötzinns in den Bereich von 6.7-80 fällt.
2. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungssockel aus Kupfer besteht.
3. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungssockel aus Aluminium besteht.
4. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungssockel aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff besteht.
5. Modulartige Halbleiteivorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Keramikschicht aus Aluminiumnitrid besteht.
6. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Keramikschicht aus Aluminiumoxid besteht.
7. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Keramikschicht aus Siliziumnitrid besteht.
8. Modulartige Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötzinn hauptsächlich aus Zinn, Blei oder Silber besteht.
9. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend:
eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
einen Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei
der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 2 mm und weniger als 4 mm hat; und
der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 50 µm hat.
10. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend:
eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
einen Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei
der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 4 mm und weniger als 6 mm hat; und der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 100 µm hat.
11. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend:
eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
einen Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei
der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 6 mm und weniger als 8 mm hat; und
der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 150 µm hat.
12. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend:
eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist; ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
einen Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei
der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 8 mm und weniger als 9 mm hat; und
der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 200 µm hat.
13. Modulartige Halbleitervorrichtung, umfassend: eine isolierende Keramikschicht (1);
eine erste leitfähige Schicht (2), die mit einer Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
eine zweite leitfähige Schicht (3), die mit der anderen Oberfläche der isolierenden Keramikschicht verbunden ist;
ein Halbleiterelement (5), welches mit der ersten leitfähigen Schicht verbunden ist; und
einen Wärmeleitungssockel (7a), der durch Lötzinn (6a) mit der zweiten leitfähigen Schicht verbunden ist, wobei
der Wärmeleitungssockel eine Dicke von nicht weniger als 9 mm hat; und
der Lötzinn eine Dicke von nicht weniger als 250 µm hat.
DE19952966A 1998-11-04 1999-11-03 Modulartige Halbleitervorrichtung Ceased DE19952966A1 (de)

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