DE112011105693T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Halbleitervorrichtung, in der den Ermüdungsbrüchen in Halbleiterelementen und einer Elektrode entgegengewirkt wird. Diese Halbleitervorrichtung weist auf: eine erste Metallplatte; eine Mehrzahl von Halbleiterelementen, die an der ersten Metallplatte montiert sind; eine Abstandhalter, der mit einer Oberfläche auf einer Seite verbunden ist, die der Oberfläche, wo die Mehrzahl von Halbleiterelementen an der ersten Metallplatte angebaut sind, gegenüber liegt; eine zweite Metallplatte, die mit einer Oberfläche auf der Seite verbunden ist, die der Oberfläche, wo der Abstandhalter mit den Halbleiterelementen verbunden ist, gegenüber liegt; und ein Vergussharz zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte, das die Mehrzahl von Halbleiterelementen versiegelt. Eine mechanische Spannung aufgrund einer Kontraktion, die im Vergussharz zwischen der Mehrzahl von Halbleiterelementen entsteht, wird in einem größeren Maß verringert als eine mechanische Spannung wegen einer Kontraktion, die im Vergussharz in anderen Stellen als der Stelle zwischen der Mehrzahl von Halbleiterelementen entsteht.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Unter herkömmlichen Halbleitervorrichtungen, die ein Halbleiterelement, ein Paar wärmeabstrahlender Platten zum Abstrahlen von Wärme von beiden Oberflächen des Halbleiterelements und ein Vergussharz aufweisen, das die Vorrichtung überall bedeckt, ist auch eine Halbleitervorrichtung, die außerdem eine Lotschicht zum Bonden des Halbleiterelements und der wärmeabstrahlenden Platten und ein Polyamidharz aufweist, das auf Oberflächen der wärmeabstrahlenden Platten aufgetragen wird und die Haftung am Vergussharz verbessert. Die wärmeabstrahlende Platte ist mit einem Anschluss des Halbleiterelements verbunden und wird auch als Elektrode verwendet (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • DOKUMENTE DES STANDES DES TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2003-124406 ( JP 2003-124406 A )
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEM, DAS DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGT
  • Wenn die herkömmliche Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Halbleiterelementen aufweist, kann es passieren, dass das Vergussharz aufgrund einer Kontraktion des Vergussharzes zwischen den Halbleiterelementen von den wärmeabstrahlenden Platten abgelöst wird. Wenn das Vergussharz von den wärmeabstrahlenden Platten abgelöst wird, wirkt wegen unterschiedlicher Längenausdehnungskoeffizienten des Halbleiterelements und der wärmeabstrahlenden Platte eine mechanische Spannung auf das Halbleiterelement und die wärmeabstrahlende Platte, und dies kann zu einem Ermüdungsbruch führen.
  • Wenn es zwischen dem Halbleiterelement und der wärmeabstrahlenden Platte zu einem Ermüdungsbruch kommt, wird die elektrische Verbindung zwischen der wärmeabstrahlenden Platte, die als Elektrode verwendet wird, und dem Anschluss des Halbleiterelements beschädigt, und dies kann zu einem Betriebsausfall oder einer Beschädigung der Halbleitervorrichtung führen.
  • Angesichts dessen wird auf die Schaffung einer Halbleitervorrichtung abgezielt, die den Ermüdungsbrüchen eines Halbleiterelements und einer Elektrode entgegenwirkt.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist auf: eine erste Metallplatte; mehrere Halbleiterelemente, die an der ersten Metallplatte montiert sind; einen Abstandhalter, der mit Oberflächen verbunden ist, die Oberflächen der mehreren Halbleiterelemente gegenüber liegen, mit denen diese an der ersten Metallplatte montiert sind; eine zweite Metallplatte, die mit einer Oberfläche verbunden ist, die einer Oberfläche des Abstandhalters gegenüber liegt, mit der dieser mit dem Halbleiterelementen verbundenen ist; und ein Vergussharz zum Versiegeln der Halbleiterelemente zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte, und eine mechanische Spannung, die durch eine Kontraktion des Vergussharzes zwischen den mehreren Halbleiterelementen erzeugt wird, wird in einem höheren Maße verringert als eine mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes in einem anderen Teilbereich als dem zwischen den mehreren Halbleiterelementen erzeugt wird.
  • WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Es kann eine Halbleitervorrichtung geschaffen werden, die den Ermüdungsbrüchen eines Halbleiterelements und einer Elektrode entgegenwirken kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur einer Halbleitervorrichtung in einem Vergleichsbeispiel zeigt.
  • 1B ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Halbleitervorrichtung in dem Vergleichsbeispiel in der Draufsicht zeigt
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht, die die Querschnittsstruktur der Halbleitervorrichtung in dem Vergleichsbeispiel zeigt, bei der es zu einer Ablösung kommt.
  • 2B ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem es bei der Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels zu einer Ablösung kommt.
  • 3 ist eine Ansicht, die ein Antriebssystem zeigt, das einen Elektromotor aufweist, der von einem eine Halbleitervorrichtung einer ersten Ausführungsform aufweisenden Speisestromkreis angetriebenen wird.
  • 4A ist eine perspektivische Explosionsansicht der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
  • 4B ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Aufbau der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 4C ist eine perspektivische Ansicht, die die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 5 ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
  • 6 ist eine Ansicht, die eine Ersatzschaltung einer Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 7 ist eine Ansicht, die ein Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 8 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 9 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 10 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 11 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 12A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 12B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 13A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • 13B ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Elektrode der dritten Ausführungsform.
  • 14A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • 14B ist eine perspektivische Explosionsansicht der Elektrode der vierten Ausführungsform.
  • 14C zeigt die umgedrehte Elektrode der vierten Ausführungsform, die in 14B dargestellt ist.
  • 14D ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der vierten Ausführungsform darstellt.
  • 14E ist eine Ansicht, die eine umgedrehte Elektrode 543 einer Halbleitervorrichtung 500A der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform darstellt, die in 14D dargestellt ist.
  • 14F ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform darstellt.
  • 14G zeigt eine umgedrehte Elektrode 546 einer Halbleitervorrichtung 500B der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform, die in 14F dargestellt ist.
  • 15A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
  • 15B ist eine Ansicht, die eine Ablöseschicht der Halbleitervorrichtung der fünften Ausführungsform zeigt.
  • 16A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 16B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 17 ist eine Ansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 18 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 19 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 20 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 21 ist eine Ansicht, die das Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zeigt
  • 22 ist eine Ansicht, die eine Toleranz einer Außenabmessung eines Abstandhalters 130 der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 23A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt.
  • 23B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der siebten Ausführungsform zeigt.
  • 24A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
  • 24B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der achten Ausführungsform zeigt.
  • MÖGLICHKEITEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen beschrieben, auf die die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • Vor der Beschreibung der Halbleitervorrichtung der Ausführungsformen wird eine Halbleitervorrichtung eines Vergleichsbeispiels mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
  • 1A ist eine Ansicht, die einen Querschnittsaufbau der Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels zeigt. 1B ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels in der Draufsicht zeigt.
  • 2A ist eine Ansicht, die den Querschnittsaufbau der Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels zeigt, bei dem es zu einer Ablösung kommt, und 2B ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem es bei der Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels zu einer Ablösung kommt.
  • Eine Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels weist eine Elektrode 10, Halbleiterelemente 20A, 20B, Abstandhalter 30A, 30B, eine Elektrode 40 und ein Vergussharz 50 auf.
  • Die Elektrode 10 ist mit Anschlüssen an unteren Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B verbunden und dient als Elektrode zum Ansteuern bzw. Antreiben der Halbleiterelemente 20A, 20B und als wärmeabstrahlende Platte zum Abstrahlen von Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird Jedes von den Halbleiterelementen 20A, 20B weist sowohl an einer oberen Oberfläche als auch an der unteren Oberfläche einen Anschluss auf, über die Abstandhalter 30A, 30B ist der Anschluss an der unteren Oberfläche mit der Elektrode 10 und ist der Anschluss an der oberen Oberfläche mit der Elektrode 40 verbunden. Man beachte, dass die Halbleiterelemente 20A, 20B in der Draufsicht gleich groß sind.
  • Der Abstandhalter 30A ist zwischen dem Halbleiterelement 20A und der Elektrode 40 angeordnet und stellt eine Verbindung zwischen dem Anschluss an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A und der Elektrode 40 her. Der Abstandhalter 30B ist zwischen dem Halbleiterelement 20B und der Elektrode 40 angeordnet und stellt eine Verbindung zwischen dem Anschluss an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B und der Elektrode 40 her. Die Abstandhalter 30A, 30B sind in der Draufsicht kleiner als die Halbleiterelemente 20A, 20B und sind so angeordnet, dass sie innerhalb der Halbleiterelemente 20A, 20B angeordnet sind.
  • Die Elektrode 40 ist jeweils über die Abstandhalter 30A, 30B mit den Anschlüssen an den oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B verbunden und dient als Elektrode zum Ansteuern der Halbleiterelemente 20A, 20B und als wärmeabstrahlende Platte zum Abstrahlen der Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird
  • Das Vergussharz 50 ist ein Harz, das die Halbleiterelemente 20A, 20B und die Abstandhalter 30A, 30B zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 40 versiegelt. Die Halbleiterelemente 20A, 20B und die Abstandhalter 30A, 30B werden von dem Vergussharz 50 zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 40 versiegelt, und das Vergussharz 50 haftet an der Elektrode 10 und der Elektrode 40.
  • In einer solchen Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels handelt es sich bei den Halbleiterelementen 20A, 20B um einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) und um eine Freilaufdiode (FWD), die in einem Wechselrichter enthalten sind.
  • Zum Beispiel weist der IGBT einen Kollektor, der mit der Elektrode 10 verbunden ist, und einen Emitter auf, der über den Abstandhalter 30A mit der Elektrode 40 verbunden ist. Außerdem weist die FWD beispielsweise eine Kathode, die mit der Elektrode 10 verbunden ist, und eine Anode auf, die über den Abstandhalter 30B mit der Elektrode 40 verbunden ist. Anders ausgedrückt ist der Kollektor des IGBT über die Elektrode 10 mit der Kathode der FWD verbunden, und der Emitter des IGBT ist über den Abstandhalter 30A, die Elektrode 40 und den Abstandhalter 30B mit der Anode der FWD verbunden.
  • Hierbei besteht das Vergussharz 50 aus einem duroplastischen Harz, wird zum Aushärten beispielsweise auf etwa 80☐C bis 200☐C erwärmt und dann abgekühlt. Dabei zieht sich das Vergussharz 50 wärmebedingt zusammen. Außerdem kommt es zu einer Härtungskontraktion, die mit einem Fortschritt einer chemischen Vernetzungsreaktion im Zusammenhang steht, und ein Volumen des Vergussharzes 50 wird um wenige Prozentanteile verringert. Wie gerade beschrieben, zieht sich das Vergussharz 50 nach der Wärmehärtung zusammen.
  • Da nun ein Abstand zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 40 durch die Halbleiterelemente 20A, 20B und die Abstandhalter 30A, 30B konstant gehalten wird, werden die Oberflächen des Vergussharzes 50, die an die Elektrode 10 und die Elektrode 40 gebondet sind, mit mechanischer Spannung beaufschlagt, die möglicherweise eine Ablösung bewirkt.
  • Wenn eine solche mechanische Spannung an das Vergussharz 50 angelegt wird, werden die Elektroden 10 und 40 in Regionen, die außerhalb des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B liegen, etwas gebeugt, und somit wird die mechanische Spannung teilweise verringert.
  • In einer Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B sind die Grade der Beugung der Elektroden 10 und 40 jedoch geringer als diejenigen in den Regionen, die außerhalb des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B liegen, und daher wird die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 50 angelegt wird, nicht verringert.
  • In der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kann sich somit die Oberfläche des Vergussharzes 50, die an die Elektrode 10 gebondet ist und deren Breite in einer horizontalen Richtung gering ist, ablösen. Wie von einem Pfeil A in 2A und 2B dargestellt ist, kommt es zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B zu der Ablösung.
  • Wenn das Vergussharz 50 abgelöst wird wie gerade beschrieben, werden die Oberflächen der Elektrode 10 und der Halbleiterelemente 20A, 20B, die aneinander gebondet sind, mit mechanischer Spannung beaufschlagt, die eine Beschädigung der elektrischen Verbindungen zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B bewirkt, und infolgedessen kann es zu einem Betriebsausfall und einer Beschädigung der Halbleitervorrichtung 1 kommen.
  • Auch wenn das Vergussharz 50 in einem Stadium, wo es der Wärmehärtung unterzogen wird, nicht abgelöst wird, kann die Ablösung des Vergussharzes 50 durch dessen wiederholtes Erwärmen und Abkühlen aufgrund der Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird, in einem Stadium, in dem die Halbleitervorrichtung 1 wiederholt verwendet wird, fortschreiten.
  • Die gerade beschriebene Ablösung des Vergussharzes 50 ist umso ausgeprägter, je mehr ein Abstand zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B durch Vergrößern der Halbleiterelemente 20A, 20B oder Verkleinern der Halbleitervorrichtung 1 verringert wird.
  • Daher wird mit den nachstehend beschriebenen ersten bis neunten Ausführungsformen eine Halbleitervorrichtung geschaffen, in der das oben geschilderte Problem gelöst worden ist.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 3 ist eine Ansicht, die ein Antriebssystem zeigt, das einen Elektromotor aufweist, der von einem Speisestromkreis angetriebenen wird, welcher eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform aufweist.
  • Ein Antriebssystem 90 weist einen Elektromotor 91, einen Speisestromkreis 92, eine Antriebsreglereinheit 93, eine elektronische Hybridfahrzeug-Steuereinheit (HVECU) 94 und einen Drehmelder 95 auf und wird beispielsweise für ein Hybridfahrzeug verwendet.
  • Der Elektromotor 91 ist ein Motorgenerator (MG), der in dem Fahrzeug installiert ist, und ist außerdem eine synchrone Dreiphasen-Drehstrommaschine, die als Motor fungiert, wenn elektrische Leistung bzw. Strom von einer im Speisestromkreis 92 enthaltenen Batterie 96 geliefert wird, und die als Generator fungiert, während sie von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor angetrieben wird oder während das Fahrzeug bremst.
  • Als Elektromotor 91 ist hierin ein Modus beschrieben, in dem der Motorgenerator mit beiden Funktionen als Motor und als Generator als eine Einheit verwendet wird; jedoch dient dies nur der Veranschaulichung, und statt dessen können eine Einheit der Drehstrommaschine, die lediglich die Funktion als Motor hat, und eine andere Einheit der Drehstrommaschine, die nur eine Funktion als Generator hat, verwendet werden. Außerdem kann eine Mehrzahl der Motorgeneratoren verwendet werden.
  • Wenn die Mehrzahl der Motorgeneratoren verwendet wird, kann jeder von den Elektromotoren 91 als Generator verwendet werden, um die Batterie 96 aufzuladen, während ein anderer Elektromotor 91 als Antriebsmotor verwendet werden kann, um in erster Linie Leistung zu erzeugen.
  • Der Speisestromkreis 92 weist die Batterie 96, einen Glättungskondensator 97A, einen Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98, einen Glättungskondensator 97B und einen Wechselrichter 99 auf.
  • Die Batterie 96 ist eine aufladbare/entladbare Sekundärbatterie. Beispielsweise kann ein Lithiumionenakku oder ein Nickel-Wasserstoffakku, der eine Klemmenspannung von etwa 200 V bis etwa 300 V aufweist, ein Kondensator oder dergleichen als Batterie 96 verwendet werden.
  • Der Glättungskondensator 97A ist zwischen der Batterie 96 und dem Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98 angeordnet und wirkt einer Spannungsschwankung auf der Seite der Batterie 96 im Speisestromkreis 92 entgegen.
  • Der Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98 weist eine Drosselspule und eine Mehrzahl von Schaltelementen auf, erhöht eine Spannung auf der Seite der Batterie 96 im Speisestromkreis 92, um sie zur Seite des Wechselrichters 99 auszugeben, und senkt eine Spannung auf der Seite des Wechselrichters 99, um sie zur Seite der Batterie 96 auszugeben.
  • Zum Beispiel verwendet der Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98 eine Energiespeicherfunktion der Drosselspule, um die Spannung von etwa 200 V bis etwa 300 V auf der Seite der Batterie 96 auf eine hohe Spannung von etwa 600 V zu erhöhen. Bei der Lieferung der elektrischen Leistung von der Seite des Wechselrichters 99 als Ladeleistung zur Seite der Batterie 96 senkt außerdem der Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98 die Spannung auf der Seite des Wechselrichters 99 und gibt sie zur Seite der Batterie 96 aus.
  • Der Glättungskondensator 97B ist zwischen dem Hochsetz-/Tiefsetzsteller 98 und dem Wechselrichter 99 angeordnet und wirkt einer Spannungsschwankung auf der Seite des Wechselrichters 99 im Speisestromkreis 92 entgegen.
  • Der Wechselrichter 99 wandelt die Gleichstromleistung in die dreiphasige Wechselstrom-Antriebsleistung um, um diese an den Elektromotor 91 zu liefern, und wandelt außerdem die regenerative dreiphasige Wechselstromleistung, die vom Elektromotor 91 zurückgewonnen wird, in die Gleichstromleistung um, um diese zur Batterie 96 zu liefern.
  • Der Wechselrichter 99 weist zwei Schaltelemente auf, die in Reihe verbunden sind, und weist ferner für jedes von den Schaltelementen Zweige für drei Phasen auf, in denen Dioden parallel verbunden sind. Ein Zwischenpunkt jedes Zweiges ist mit einer Dreiphasenwicklung 91u, 91v oder 91w verbunden. Man beachte, dass Signale, die Spannungswerte der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung des Wechselrichters 99 angeben, in die Antriebsreglereinheit 93 eingegeben werden.
  • Die beiden Schaltelemente und die beiden Dioden, die in jedem der Zweige des Wechselrichters 99 enthalten sind, sind Halbleiterelemente, die in der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform enthalten sind. Die Schaltelemente sind beispielsweise IGBTs, und die Dioden sind beispielsweise FWDs. Die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform als Leistungskarte, die die elektrische Leistung zuführt und zurückgewinnt, wird für jeden der Zweige des Wechselrichters 99 verwendet.
  • Die Antriebsreglereinheit 93 ist eine Vorrichtung, die die Ansteuerung des Wechselrichters 99 im Speisestromkreis 92 regelt, um die Ansteuerung des Elektromotors 91 zu regeln.
  • Die Antriebsreglereinheit 93 erzeugt einen Spannungsbefehl beispielsweise in einem Sinuswellen-Regelungsmodus, einem Übermodulations-Regelungsmodus oder einem Rechteckwellen-Regelungsmodus, um die Ansteuerung des Elektromotors 91 durch den Wechselrichter 99 zu regeln. Die Antriebsreglereinheit 93 besteht beispielsweise aus einer ECU.
  • Die HVECU 94 ist mit einem Drosselklappenstellungssensor verbunden und gibt einen Drehmomentbefehlswert aus, der einem Grad entspricht, in dem eine Drosselklappe von einem Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt wird. Der Drehmomentbefehlswert stellt ein Drehmoment dar, das für den Elektromotor 91 benötigt wird. Der von der HVECU 94 ausgegebene Drehmomentbefehlswert wird in die Antriebsreglereinheit 93 eingegeben.
  • Der Drehmelder 95 ist ein Beispiel für eine Drehzahlerfassungseinheit, die eine Drehzahl einer Drehwelle des Elektromotors 91 erfasst. Ein Signal, das die Drehzahl des Elektromotors 91 angibt, die vom Drehmelder 95 erfasst wird, wird in die Antriebsreglereinheit 93 eingegeben.
  • 4A ist eine perspektivische Explosionsansicht der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform. 4B ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Aufbau der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt. 4C ist eine perspektivische Ansicht, die die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt. 5 ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
  • Eine Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, einen Abstandhalter 130, die Elektrode 40 und ein Vergussharz 150 auf. Die Komponenten der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform, die den Komponenten der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel gleich oder ähnlich sind, sind in der Beschreibung mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
  • Zum besseren Verständnis ist das Vergussharz 150 in 4A und 4B nicht dargestellt. 4B und 4C unterscheiden sich darin, dass das Vergussharz einmal dargestellt ist und einmal nicht. Mit anderen Worten kann dann, wenn die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 130 und die Elektrode 40, die in 4B dargestellt sind, mit dem Vergussharz 150 versiegelt werden, die in 4C dargestellte Halbleitervorrichtung 100 erhalten werden. 5 zeigt einen Querschnitt entlang einer Ebene A, die von der gestrichelten Linie in 4C dargestellt ist, und zeigt einen Querschnitt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 100 in einer Dickenrichtung entlang einer Mittelachse durchschnitten wird, die parallel ist zu ihrer Längsrichtung.
  • Es wird nun ein Modus beschrieben, in dem das Halbleiterelement 20A der IGBT ist und das Halbleiterelement 20B die FWD ist. Die Halbleitervorrichtung 100, die die Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, ist im Wechselrichter 99 in 3 enthalten.
  • Die Elektrode 10 dient als Elektrode zum Ansteuern der Halbleiterelemente 20A, 20B und dient außerdem als wärmeabstrahlende Platte zum Abstrahlen der Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird. Die Elektrode 10 besteht beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Elektrode 10 ist ein Beispiel für die erste Metallplatte.
  • Die Halbleiterelemente 20A, 20B sind mit einer oberen Oberfläche der Elektrode 10 verbunden. Ein Kollektor des IGBT befindet sich an einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 20A. Der Kollektor des Halbleiterelements 20A ist beispielsweise durch Löten mit der oberen Oberfläche der Elektrode 10 verbunden. Außerdem befindet sich eine Kathode der FWD an einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 20B. Die Kathode des Halbleiterelements 20B ist beispielsweise durch Löten mit der oberen Oberfläche der Elektrode 10 verbunden.
  • Wie beispielsweise in 4A dargestellt ist, ist ferner eine Sammelschiene 11 mit der Elektrode 10 verbunden. Die Elektrode 10 ist über die Sammelschiene 11 mit dem Elektromotor 91, dem Glättungskondensator 97B oder dergleichen verbunden (siehe 3).
  • Anschlüsse 21A, 21B, 21C, 21D an einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A sind durch Bonddrähte 61A, 61B, 61C, 61D jeweils mit Steueranschlüssen 62A, 62B, 62C, 62D verbunden.
  • Die Steueranschlüsse 62A bis 62D werden mit einer nicht dargestellten Leiterplatine fixiert und wie in 4C dargestellt ist, wird die Leiterplatine nach dem Versiegeln mit dem Vergussharz 150 entfernt. Die Steueranschlüsse 62A bis 62D sind gegen die Elektrode 10 isoliert. Mindestens einer der Steueranschlüsse 62A bis 62D ist mit einem Gatter des IGBT verbunden. Die Steueranschlüsse 62A bis 62D werden zur Eingabe eines Steuersignals für die Antriebsregelung des Halbleiterelements 20A und dergleichen verwendet.
  • Man beachte, dass die Bonddrähte 61A bis 61D beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder aus hochreinem Aluminium bestehen. Die Steueranschlüsse 62A bis 62D bestehen beispielsweise aus Kupfer oder der Kupferlegierung.
  • Zusätzlich zu den Anschlüssen 21A bis 21D ist ein Emitter 21E des IGBT an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A vorhanden. Der Emitter 21E ist mit einem ersten Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 verbunden. Der Emitter 21E und der erste Abschnitt 130A sind beispielsweise durch Löten verbunden.
  • Eine Anode 22A der FWD ist auf einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B vorhanden. Die Anode 22A ist mit einem zweiten Abschnitt 130B des Abstandhalters 130 verbunden. Die Anode 22A und der zweite Abschnitt 130B sind beispielsweise durch Löten verbunden.
  • Der Emitter 21E des Halbleiterelements 20A und die Anode 22A des Halbleiterelements 20B sind durch den Abstandhalter 130 miteinander verbunden und sind durch den Abstandhalter 130 außerdem mit der Elektrode 40 verbunden.
  • Wie in 4A und 5 dargestellt ist, weist der Abstandhalter 130 den ersten Abschnitt 130A, den zweiten Abschnitt 130B und einen Verbindungsabschnitt 130C auf. Man beachte, dass der Abstandhalter 130 in 4B nicht dargestellt ist, da er von der Elektrode 40 verdeckt wird. In 5 ist der Abstandhalter 130 durch das Vergussharz 150 verdeckt.
  • Der Verbindungsabschnitt 130C verbindet den ersten Abschnitt 130A mit dem zweiten Abschnitt 130B. Der Verbindungsabschnitt 130C ist dünner als der erste Abschnitt 130A und der zweite Abschnitt 130B, und eine obere Oberfläche des Verbindungsabschnitts 10C besteht aus derselben Oberfläche wie die oberen Oberflächen des ersten Abschnitts 130A und des zweiten Abschnitts 130B. Daher weist der Abstandhalter 130 einen eingetieften Abschnitt 130D auf der Seite einer unteren Oberfläche des Verbindungsabschnitts 130C zwischen dem ersten Abschnitt 130A und dem zweiten Abschnitt 130B auf.
  • Der erste Abschnitt 130A ist zwischen dem Halbleiterelement 20A und der Elektrode 40 angeordnet und verbindet den Emitter 21E an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A mit der Elektrode 40. Der zweite Abschnitt 130B ist zwischen dem Halbleiterelement 20B und der Elektrode 40 angeordnet und verbindet die Anode 21E an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B mit der Elektrode 40. Wie die Elektrode 40 besteht der Abstandhalter 130 beispielsweise aus Kupfer oder der Kupferlegierung.
  • Man beachte, dass der erste Abschnitt 130A und der zweite Abschnitt 130B in der Draufsicht jeweils kleiner sind als die Halbleiterelemente 20A, 20B.
  • Die Elektrode 40 ist jeweils über den Abstandhalter 130 mit dem Emitter 21E an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A und der Anode 22A an der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B verbunden und dient als Elektrode zum Ansteuern der Halbleiterelemente 20A, 20B und als wärmeabstrahlende Platte zum Abstrahlen der Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird Die Elektrode 40 besteht beispielsweise aus Kupfer oder der Kupferlegierung. Eine Sammelschiene 41 ist mit der Elektrode 40 verbunden. Die Elektrode 40 ist über die Sammelschiene 41 mit dem Elektromotor 91 oder dem Glättungskondensator 97B verbunden. Die Elektrode 40 ist ein Beispiel für die zweite Metallplatte.
  • Wie in 4C und 5 dargestellt ist, ist das Vergussharz 150 ein Harz, mit dem die Halbleiterelemente 20A, 20B und der Abstandhalter 130B zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 40 versiegelt werden. Das Vergussharz 150 bedeckt außerdem Seitenflächen der Elektroden 10, 40. Das Vergussharz 150 besteht aus einem duroplastischen Harz. Das Vergussharz 150 besteht beispielsweise aus einem Epoxidharz, unter das eine Glasfaser oder dergleichen gemischt sein kann. Das Vergussharz 150 wird zum Aushärten auf etwa 80°C bis 200°C erwärmt und dann abgekühlt.
  • Die Halbleiterelemente 20A, 20B und der Abstandhalter 130 werden von dem Vergussharz 150 zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 40 versiegelt, und das Vergussharz 150 haftet an der Elektrode 10 und der Elektrode 40.
  • In 4C ist zur Vereinfachung der Beschreibung eine obere Oberfläche der Elektrode 40 frei von dem Vergussharz 150, und die Sammelschiene 41 und die Steueranschlüsse 62A bis 62D stehen davon über; jedoch ist auch eine untere Oberfläche der Elektrode 10 frei von dem Vergussharz 150, und die Sammelschiene 11 steht ebenfalls davon über.
  • 6 ist eine Ansicht, die eine Ersatzschaltung der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zeigt. Der Kollektor des Halbleiterelements 20A, das aus dem IGBT besteht, ist über die Elektrode 10 mit der Kathode des Halbleiterelements 20B verbunden, das aus der FWD besteht (siehe 5), und der Emitter des Halbleiterelements 20A, das aus dem IGBT besteht, ist über den Abstandhalter 130 mit der Anode des Halbleiterelements 20B verbunden, das aus der FWD besteht (siehe 5).
  • Das Gatter des Halbleiterelements 20A, das aus dem IGBT besteht, ist über mindestens ein Paar aus den Bonddrähten 61A bis 61D und den Steueranschlüssen 62A bis 62D mit der Antriebsreglereinheit 30 (siehe 3) verbunden.
  • Das Halbleiterelement 20A der Halbleitervorrichtung 100 wird von einem Steuersignal, das von der Antriebsreglereinheit 30 in das Gatter eingegeben wird, ein-/ausgeschaltet. Der elektrische Strom fließt in das Halbleiterelement 20B, wenn das Halbleiterelement 20A ausgeschaltet ist.
  • Nun wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • 7 bis 11 zeigen einen Herstellungsprozess für die Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform.
  • Zuerst werden die Elektrode 10, Lötfolien 71A, 71B, die Halbleiterelemente 20A, 20B, Lötfolien 72A, 72B, der Abstandhalter 130, Lötfolien 73A, 73B und die Steueranschlüsse 62A bis 62D ausgerichtet. Zum Ausrichten kann eine bekannte Spannvorrichtung verwendet werden. Man beachte, dass die Sammelschiene 11 mit der Elektrode 10 verbunden ist.
  • Die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B sind Lötbleche, die durch Walzen eines Materials wie beispielsweise AnAg-Lot, das Zinn und Silber enthält, SnCu-Lot, das Zinn und Kupfer enthält, oder dergleichen gebildet werden.
  • Die Lötfolie 71A wird zwischen der Elektrode 10 und dem Halbleiterelement 20A angeordnet. Die Lötfolie 71B wird zwischen der Elektrode 10 und dem Halbleiterelement 20B angeordnet. Die Lötfolie 72A wird zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem ersten Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 angeordnet. Die Lötfolie 72B wird zwischen dem Halbleiterelement 20B und dem zweiten Abschnitt 130B des Abstandhalters 130 angeordnet.
  • Die Lötfolie 73A wird auf dem ersten Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 angeordnet. Die Lötfolie 73B wird auf dem zweiten Abschnitt 130B des Abstandhalters 130 angeordnet.
  • Man beachte, dass Oberflächen der Elektroden 10, 40 und des Abstandhalters 130 mit einer Vernickelung oder dergleichen versehen sein können. Außerdem können Teilbereiche der Oberflächen der Elektroden 10, 40 und des Abstandhalters 130, die mit den Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B in Kontakt kommen, vergoldet sein, um die Benetzbarkeit zu verbessern.
  • Die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B werden im ausgerichteten Zustand, der in 7 dargestellt ist, geschmolzen, um die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B und den Abstandhalter 130 zu verbinden.
  • Wie in 8 dargestellt ist, werden dann die Anschlüsse 21A bis 21D des Halbleiterelements 20A und die Steueranschlüsse 62A bis 62D jeweils durch die Bonddrähte 61A bis 61D verbunden. Man beachte, dass die Lötfolien 73A, 73B in 8 nicht dargestellt sind, da die Lötfolien 73A, 73B in dem in 7 dargestellten Prozess geschmolzen worden sind und an einer oberen Oberfläche des Abstandhalters 130 haften.
  • Da außerdem die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B jeweils zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B und zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und dem Abstandhalter 130 haften, sind sie in 8 nicht dargestellt.
  • Wie in 9 dargestellt ist, wird dann die Elektrode 40 ausgerichtet, das Lot, das an der Oberseite des Abstandhalters 130 haftet (das Lot, das durch Schmelzen der Lötfolien 73A, 73B haftet), wird geschmolzen, und die Elektrode 40 wird an die obere Oberfläche des Abstandhalters 130 gebondet. Die Sammelschiene 41 wird mit der Elektrode 40 verbunden.
  • Dementsprechend werden die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 130 und die Elektrode 40 gebondet, um einen Zustand zu erreichen, der in 10 dargestellt ist. Die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 130 und die Elektrode 40, die gebondet worden sind wie in 10 dargestellt, werden mit einer Lösung imprägniert, in der Polyamid, Polyimid oder dergleichen in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, um ihre Oberflächen mit einer Polyamid-, Polyimid- oder ähnlichen Schicht zu überziehen, bevor sie mit dem Vergussharz 150 versiegelt werden. Dies wird durchgeführt, um die Haftung des Vergussharzes 150 an den Oberflächen der Elektrode 10, der Halbleiterelemente 20A, 20B, des Abstandhalters 130 und der Elektrode 40 zu erleichtern.
  • Zuletzt werden die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 130, die Elektrode 40, die Sammelschienen 11, 41 und die Steueranschlüsse 62A bis 62D mit dem Vergussharz 150 versiegelt. Das Versiegeln mit dem Vergussharz 150 wird dadurch erreicht, dass man eine Wärmehärtungsbehandlung des Vergussharzes 150 durchführt.
  • Bei der Wärmehärtungsbehandlung werden die Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 130, die Elektrode 40, die Sammelschienen 11, 41 und die Steueranschlüsse 62A bis 62D, die in 10 dargestellt sind, in eine beheizte Form gegeben, das duroplastische Harz wird in die Form gegossen, während diese erwärmt wird, und das duroplastische Harz in der Form wird mit zusätzlichem Druck beaufschlagt, während es erwärmt wird, um eine Härtungsreaktion des duroplastischen Harzes zu beschleunigen.
  • Das duroplastische Harz wird beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 80°C bis 200°C erwärmt und dann abgekühlt, um das in 11 dargestellte Vergussharz 150 zu erhalten. Das Vergussharz 150 versiegelt die Seitenflächen der Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, den Abstandhalter 130 und die Seitenflächen der Elektrode 40. Außerdem bleiben Teilbereiche an der Außenseite der unteren Oberfläche der Elektrode 10, der oberen Oberfläche der Elektrode 40, der Sammelschienen 11, 41 und der Steueranschlüsse 62A bis 62D frei von dem Vergussharz 150.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist, wie in 5 dargestellt, eine Dicke D1 des Vergussharzes 150 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B wegen des Verbindungsabschnitts 130C des Abstandhalters 130 kleiner als eine Dicke des Vergussharzes 50 in der Halbleitervorrichtung 1 (siehe 1) des Vergleichsbeispiels.
  • Anders ausgedrückt ist in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform die Dicke D1 des Vergussharzes 150 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B wegen des Verbindungsabschnitts 130C des Abstandhalters 130 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kleiner als eine Dicke des Vergussharzes 150 an einer anderen Stelle als zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B.
  • Demgemäß ist ein Maß, in dem sich das Vergussharz 150 zusammenzieht, in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit ist die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 150 angelegt wird, verringert. Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 150 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als eine mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 150 an einer Stelle erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Somit ist es möglich, in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B der Ablösung des Vergussharzes 150 von der Elektrode 10 entgegenzuwirken. Da der Ablösung des Vergussharzes 150 entgegengewirkt wird, können außerdem vorteilhafte Verbindungszustände zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen ist es gemäß der ersten Ausführungsform möglich, durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 150 die Halbleitervorrichtung 100 zu schaffen, in der Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Hierbei ist zu beachten, dass mit der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B eine Region gemeint ist, die in der Draufsicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt. Außerdem ist mit einer Stelle (Region), die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt, eine Stelle (Region) gemeint, die in der Draufsicht nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Ferner kann gemäß der ersten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 100 geschaffen werden, bei der der Ablösung des Vergussharzes 150 nicht nur in einem Stadium des Wärmehärtens des Vergussharzes 150, sondern auch in einem Stadium der wiederholten Verwendung der Halbleitervorrichtung 100 entgegengewirkt werden kann, wo deren Erwärmung und Abkühlung durch die Wärmeerzeugung des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B wiederholt wird.
  • Darüber hinaus ist gemäß der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform der Abstandhalter 130 durch den Verbindungsabschnitt 130C größer als die Abstandhalter 30A, 30B der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel. Daher ist die Wärmekapazität des Abstandhalters 130 erhöht, die Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird, wird vorübergehend absorbiert, und somit kann die Kühlleistung der Halbleiterelemente 20A, 20B verbessert werden.
  • Insbesondere wird in einem Fall, wo die Halbleitervorrichtung 100 in einem Hybridfahrzeug installiert ist, der Wechselrichter 99 jedes Mal, wenn der Elektromotor 10 angesteuert oder regeneriert wird, einer hohen Temperatur ausgesetzt. Unter solchen Umständen ist es besonders günstig, die Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform zu verwenden, deren Abkühlverhalten verbessert worden ist.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform weist der Abstandhalter 130 den Verbindungsabschnitt 130C auf, und daher ist ein Verbindungsweg zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kürzer als in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels.
  • Demgemäß sind ein Widerstandswert einer Widerstandskomponente und eine parasitische Induktivität zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit sind ein Wärmewert und eine Stoßspannung, die zusammen mit der Schaltbetätigung erzeugt wird, verringert.
  • In einem Bereich zwischen dem Abstandhalter 130 und der Elektrode 40 verbinden die Lötfolien 73A, 73B (siehe 7) den ersten Abschnitt 130 und die Elektrode 40 bzw. den zweiten Abschnitt 130B und die Elektrode 40 miteinander. Anders ausgedrückt sind der Verbindungsabschnitt 130C des Abstandhalters 130 und die Elektrode 40 nicht zusammengelötet, und daher kann der Verbindungsabschnitt 130C in einer Richtung hin zur Elektrode 10 verformt werden.
  • Auch wenn die mechanische Spannung durch die Kontraktion des Vergussharzes 150 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, kann somit die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 150 angelegt wird, wegen der Beugung des Verbindungsabschnitts 130C absorbiert werden.
  • Man beachte, dass der Abstandhalter 130 und die Elektrode 40 durch die Lötfolien 73A, 73B gebondet sind, und dass daher der Verbindungsabschnitt 130C und die Elektrode 40 aneinander haften, weswegen das Vergussharz 150 nicht zwischen den Abstandhalter 130 und die Elektrode 40 gelangt.
  • Eine Dicke des Verbindungsabschnitts 130C des Abstandhalters 130 kann gemäß einem Abstand zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B oder einer Art des duroplastischen Harzes, welches das Vergussharz 150 bildet, so festgelegt werden, dass es nicht zu einer Ablösung des Vergussharzes 150 kommt, das sich zwischen dem Verbindungsabschnitt 130C und der Elektrode 10 befindet.
  • Bis hierher wurde der Modus beschrieben, in dem der erste Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 und der zweite Abschnitt 130B jeweils durch die Lötfolien 73A, 73B an die Elektrode 40 gebondet werden; jedoch kann die gesamte obere Oberfläche des Abstandhalters 130 durch die Lötfolie an die Elektrode 40 gebondet werden. Anders ausgedrückt können der erste Abschnitt 130A des Abstandhalters 130, der zweite Abschnitt 130B und die obere Oberfläche des Verbindungsabschnitts 130C gemeinsam durch die Lötfolie an die Elektrode 40 gebondet werden.
  • Auch in diesem Fall ist die Dicke des Vergussharzes 150 zwischen dem Verbindungsabschnitt 130C und der Elektrode 10 geringer als die des Vergussharzes 50 (siehe 1) zwischen einem Abstandhalter 30 und der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel (siehe 1); daher kann der Ablösung des Vergussharzes 150 von der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden. Da der Ablösung des Vergussharzes 150 entgegengewirkt wird, können außerdem vorteilhafte Verbindungszustände zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der ersten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 100 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 150 entgegengewirkt wird.
  • Bis hierher wurde der Modus beschrieben, in dem die Halbleitervorrichtung 100 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, und in dem die Dicke des Vergussharzes 150 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert ist.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 100 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die Dicke des Vergussharzes 150 durch Positionieren des Verbindungsabschnitts 130C des Abstandhalters 130 in einer Region zwischen jeweils zwei Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 150 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • Bis hierher wurde der Modus beschrieben, in dem die Elektrode 10 als Beispiel für die erste Metallplatte und die Elektrode 40 als Beispiel für die zweite Metallplatte in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung weiter innen als das Vergussharz 150 angeordnet sind; jedoch können die Elektrode 10 und/oder die Elektrode 40 in der X-Achsenrichtung und/oder der Y-Achsenrichtung über das Vergussharz vorstehen. In diesem Fall kann ein Teilbereich der Elektrode 10 und/oder der Elektrode 40, der vom Vergussharz 150 vorsteht, beispielsweise als Leiter verwendet werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 12A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und 12B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung in der zweiten Ausführungsform darstellt. Eine Halbleitervorrichtung 200 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform hinsichtlich eines Aufbaus eines Abstandhalters 230.
  • Da der übrige Aufbau der Halbleitervorrichtung 200 in der zweiten Ausführungsform dem der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform gleich ist, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Der Abstandhalter 230 ist dem Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform gleich, außer dass er einen eingetieften Abschnitt 230D aufweist, und hat die gleichen Abmessungen.
  • Der in 12A dargestellte Querschnitt entspricht dem in 5 dargestellten Querschnitt und stellt einen Querschnitt dar, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 100 in Dickenrichtung entlang einer Mittelachse durchschnitten wird, die parallel ist zu ihrer Längsrichtung.
  • Die Halbleitervorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, einen Abstandhalter 230, die Elektrode 40 und das Vergussharz 150 auf.
  • Der Abstandhalter 230 weist einen ersten Abschnitt 230A, einen zweiten Abschnitt 230B und einen Verbindungsabschnitt 230C auf. Der erste Abschnitt 230A und der zweite Abschnitt 230B sind dem ersten Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 und dem zweiten Abschnitt 130B der ersten Ausführungsform gleich.
  • Der eingetiefte Abschnitt 230D ist mittig auf der Seite einer oberen Oberfläche des Verbindungsabschnitts 230C ausgebildet. Der eingetiefte Abschnitt 230D liegt in der Draufsicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B.
  • Die Elektrode 40 ist mit der nicht-dargestellten Lötfolie an eine obere Oberfläche des Abstandhalters 230 gebondet. Beim Bonden zwischen dem Abstandhalter 230 und der Elektrode 40 werden wie beim Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform nur obere Oberflächen des ersten Abschnitts 230A und des zweiten Abschnitts 230B durch die Lötfolien an die Elektrode gebondet. Wie in 7 dargestellt ist, ist dies ähnlich wie beim ersten Abschnitt 130A und beim zweiten Abschnitt 130B der ersten Ausführungsform, die von den Lötfolien 73A, 73B an die Elektrode 40 gebondet werden.
  • In einem Fall, wo die Spannung an das Vergussharz 150 zwischen dem Verbindungsabschnitt 230C und der Elektrode 10 angelegt wird, wird der Verbindungsabschnitt 130C mit größerer Wahrscheinlichkeit gebeugt als der Verbindungsabschnitt 130C des Abstandhalters 130 der ersten Ausführungsform, da er wegen der Ausbildung des eingetieften Abschnitts 230D dünner ist.
  • Auch wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 150 die mechanische Spannung an das Vergussharz 150 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angelegt wird, wird der Verbindungsabschnitt 230C gebeugt, um die Spannung zu verringern, und daher kann der Ablösung des Vergussharzes 50 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Man beachte, dass der eingetiefte Abschnitt 230D einen Raum definiert, der vom Abstandhalter 230 und der Elektrode 40 umgeben ist, nachdem der Abstandhalter 230 durch die Lötfolien an die Elektrode 40 gebondet worden ist, und dass daher das Vergussharz 150 nicht eindringt.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der zweiten Ausführungsform der Verbindungsabschnitt 230C mit größerer Wahrscheinlichkeit gebeugt werden als der Verbindungsabschnitt 130C des Abstandhalters 130 der ersten Ausführungsform, da der eingetiefte Abschnitt 230D auf der Seite der oberen Oberfläche des Verbindungsabschnitts 230C des Abstandhalters 230 vorgesehen ist.
  • Daher wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 150 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 150 an einer Stelle erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 150 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • 13A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform und 13B ist eine perspektivische Explosionsansicht der Elektrode in der dritten Ausführungsform. Man beachte, dass ein Vergussharz 450 und die Lötfolie in 13B nicht dargestellt sind. Außerdem sind die Steueranschlüsse 62A bis 62D und die Sammelschienen 11, 41 (siehe 4A) in 13B nicht dargestellt.
  • In der Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der Abstandhalter 330A, 330B und einer Elektrode 440 jeweils vom Aufbau des Abstandhalters 130 und der Elektrode 40 in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform. Im Zusammenhang mit dem oben gesagten unterscheidet sich ein Aufbau des Vergussharzes 450 vom Aufbau des Vergussharzes 150 der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform. Da der übrige Aufbau der gleiche ist wie bei der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Nun wird ein XYZ-Koordinatensystem, das in 13B dargestellt ist, definiert. Eine X-Achse ist parallel zu Längsrichtungen der Halbleitervorrichtung 400, der Elektrode 10 und der Elektrode 440, eine Y-Achse ist parallel zu Richtungen der kurzen Seiten der Halbleitervorrichtung 400, der Elektrode 10 und der Elektrode 440, und eine Z-Achse ist parallel zu Dickenrichtungen der Halbleitervorrichtung 400, der Elektrode 10 und der Elektrode 440.
  • 13B ist die perspektivische Explosionsansicht, die 4A in der ersten Ausführungsform entspricht. Die in 13A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform in einer Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 330A, 330B, die Elektrode 440 und das Vergussharz 450 auf.
  • Die Abstandhalter 330A, 330B entsprechen dem Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform, von dem der Verbindungsabschnitt 130C entfernt worden ist, und entsprechen jeweils dem ersten Abschnitt 130A und dem zweiten Abschnitt 130B.
  • Anders ausgedrückt sind die Abstandhalter 330A, 330B der Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform voneinander getrennt.
  • Wie der erste Abschnitt 130A der ersten Ausführungsform ist der Abstandhalter 330A mit der Lötfolie an die obere Oberfläche des Halbleiterelements 20A gebondet. Wie der zweite Abschnitt 130B der ersten Ausführungsform ist der Abstandhalter 330B mit der Lötfolie an die obere Oberfläche des Halbleiterelements 20B gebondet. Außerdem sind obere Oberflächen der Abstandhalter 330A, 330B mit den nicht dargestellten Lötfolien an die Elektrode 440 gebondet.
  • Der Abstandhalter 330A ist ein Beispiel für den ersten Abschnitt und der Abstandhalter 330B ist ein Beispiel für den zweiten Abschnitt.
  • Die Elektrode 440 weist einen eingetieften Abschnitt 440A in einem Teilbereich auf, der in der Draufsicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt. Der eingetiefte Abschnitt 440A ist Richtung der kurzen Seite (in -Achserrichtung) von einem Ende zum anderen Ende der Elektrode 440 ausgebildet. Ein dünner Abschnitt 440B der Elektrode 440 ist ein Teilbereich, der wegen des eingetieften Abschnitts 440A dünner ist.
  • Das Vergussharz 450 ist dem Vergussharz 150 der ersten Ausführungsform gleich, außer dass es zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 440 in einer Region zwischen dem Abstandhalter 330A und dem Abstandhalter 330B ausgebildet ist.
  • In der Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform ist eine Dicke D4 des Vergussharzes 450 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B der Dicke des Vergussharzes 50 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels gleich.
  • Jedoch weist die Elektrode 440 den dünnen Abschnitt 440B auf, der in der Draufsicht innerhalb der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist. Eine Tiefe des dünnen Abschnitts 440B ist zum Beispiel die Hälfte der Dicke eines Teilbereichs, bei dem es sich nicht um den dünnen Abschnitt 440B der Elektrode 440 handelt. Somit wird die Elektrode 440 wahrscheinlich in dem dünnen Abschnitt 440B gebeugt.
  • In einem Fall, wo wegen der Kontraktion des Vergussharzes 450 die mechanische Spannung zwischen der Elektrode 10 und dem Vergussharz 450 oder zwischen der Elektrode 440 und dem Vergussharz 450 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, wird somit der dünne Abschnitt 440B der Elektrode 440 gebeugt, und die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 450 angelegt wird, wird verringert.
  • Auch wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 450 die mechanische Spannung an das Vergussharz 450 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angelegt wird, wird der dünne Abschnitt 440B gebeugt, um die mechanische Spannung zu verringern. Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 450 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 450 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 450 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der dritten Ausführungsform ein vorteilhafter Bonding-Zustand zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A und 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der dritten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 400 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass eine Breite und eine Tiefe des eingetieften Abschnitts 440A ebenso wie eine Breite und eine Tiefe des dünnen Abschnitts 440B gemäß einer Lagebeziehung zwischen dem Halbleiterelement 20A und 20B oder dergleichen festgelegt werden kann.
  • Bis hierher wurde der Modus beschrieben, in dem der eingetiefte Abschnitt 440A auf der Seite der oberen Oberfläche der Elektrode 440 ausgebildet ist; jedoch kann der eingetiefte Abschnitt 440A auf der Seite einer unteren Oberfläche der Elektrode 440 (einer Seite, die mit dem Vergussharz 450 in Kontakt kommt) ausgebildet werden oder kann sowohl auf der oberen Oberfläche als auch der unteren Oberfläche der Elektrode 440 ausgebildet werden.
  • Außerdem kann der eingetiefte Abschnitt 440A mit einem Metall gefüllt werden, das biegsamer ist als ein Material, aus dem die Elektrode 440 besteht (beispielsweise Kupfer oder die Kupferlegierung). Als das Metall, das biegsamer ist als das Material, aus dem die Elektrode 440 gebildet ist, kann beispielsweise Zinn, Indium oder eine Legierung, die diese enthält, verwendet werden. Wenn der eingetiefte Abschnitt 440A mit einem solchen Metall gefüllt wird, kann ein Wärmeabstrahlungsverhalten der Elektrode 440 weiter verbessert werden.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 400 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist und die Elektrode 440 mit dem dünnen Abschnitt 440B in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B vorgesehen ist.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 400 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 450 wirkt, durch Positionieren des dünnen Abschnitts 440B in einer Region zwischen jeweils zwei Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 450 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • Man beachte, dass der eingetiefte Abschnitt 440A in Richtung der kurzen Seite (in Y-Achsenrichtung) in 13B nicht von dem einen Ende zum anderen Ende der Elektrode 440 ausgebildet werden muss. Die Elektrode 440 kann so ausgebildet werden, dass ein Ende oder beide Enden des eingetieften Abschnitts 440A das Ende der Elektrode 440 nicht erreichen.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • 14A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform und 14B ist eine perspektivische Explosionsansicht der Elektrode der vierten Ausführungsform. 14C zeigt die umgedrehte Elektrode der vierten Ausführungsform, die in 14B dargestellt ist.
  • Man beachte, dass ein Vergussharz 550 und die Lötfolie in 14B und 14C nicht dargestellt sind. Außerdem sind die Steueranschlüsse 62A bis 62D und die Sammelschienen 11, 41 (siehe 4A) in 14B und 14C nicht dargestellt.
  • In einer Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich ein Aufbau einer Elektrode 540 vom Aufbau der Elektrode 440 in der Halbleitervorrichtung 400 der dritten Ausführungsform. Da der übrige Aufbau der gleiche ist wie der Aufbau der Halbleitervorrichtung 400 in der dritten Ausführungsform, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Die perspektivische Explosionsansicht von 14B ist eine perspektivische Explosionsansicht, die 4A in der ersten Ausführungsform entspricht. Die in 14A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform in einer Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 330A, 330B, die Elektrode 550, das Vergussharz 550 und einen Entspannungsabschnitt 560 auf.
  • Hier wird das XYZ-Koordinatensystem definiert wie in 14A bis 14C gezeigt. Die X-Achse ist parallel zu Längsrichtungen der Halbleitervorrichtung 500, der Elektrode 10 und der Elektrode 540, die Y-Achse ist parallel zu Richtungen der kurzen Seiten der Halbleitervorrichtung 500, der Elektrode 10 und der Elektrode 540, und die Z-Achse ist parallel zu Dickenrichtungen der Halbleitervorrichtung 500, der Elektrode 10 und der Elektrode 540.
  • Wie in 14A dargestellt ist, weist die Elektrode 540 eine obere Oberfläche 541 und eine untere Oberfläche 542 auf. Da 14C die in 14B dargestellte Elektrode 540 auf umgedrehte Weise zeigt, zeigt 14B die obere Oberfläche 541 der Elektrode 540, während 14C die untere Oberfläche 542 der Elektrode 540 zeigt.
  • Wie in 14B und 14C dargestellt ist, weist die Elektrode 540 der Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform einen eingetieften Abschnitt 540A auf, der von der unteren Oberfläche 542 her eingetieft ist. Wie in 14C dargestellt ist, ist der eingetiefte Abschnitt 540A in der Mitte der unteren Oberfläche 542 in der Elektrode 540 ausgebildet.
  • Der eingetiefte Abschnitt 540A ist so ausgebildet, dass er in der Draufsicht in einem Zustand, in dem die Elektrode 540 an die Abstandhalter 330A, 330B gebondet ist, zwischen dem Abstandhalter 330A und dem Abstandhalter 330B liegt. Anders ausgedrückt ist der eingetiefte Abschnitt 540 in der Draufsicht in einem Zustand, in dem die Halbleitervorrichtung 500 vollständig ist, zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet. Man beachte, dass eine Tiefe des eingetieften Abschnitts 540A zum Beispiel die halbe Tiefe der Elektrode 540 ist.
  • Ein Teilbereich, der wegen des eingetieften Abschnitts 540A dünner ist, ist ein dünner Abschnitt 540B. Eine Dicke des dünnen Abschnitts 540B ist gleich einer Dicke der Elektrode 540 minus der Tiefe des eingetieften Abschnitts 540A. Wenn die Tiefe des eingetieften Abschnitts 540A die halbe Dicke der Elektrode 540 ist, ist somit die Dicke des dünnen Abschnitts 540B die halbe Dicke der Elektrode 540.
  • Wie in 14A dargestellt ist, ist der Entspannungsabschnitt 560 in dem eingetieften Abschnitt 540A der Elektrode 540 angeordnet.
  • Der Entspannungsabschnitt 560 kann aus einem beliebigen Material gebildet sein, solange das Material ausreichend weniger elastisch ist als die Elektrode 40 oder die Abstandhalter 330A, 330B, und kann beispielsweise aus einem Spannungen verringernden Material wie einem Silikonharz, einem Urethanharz, dem Polyamidharz, einem Polyimidharz, einem auf Kautschuk basierenden Harz oder dergleichen gebildet sein. Zum Beispiel kann der Entspannungsabschnitt 560 durch nach oben Umdrehen des eingetieften Abschnitts 540A der Elektrode 540 und Aufbringen oder Eingießen des Spannungen verringernden Materials in den eingetieften Abschnitt 540A gebildet werden. Man beachte, dass der Entspannungsabschnitt 560 aus einem Material gebildet werden kann, das eine geringere Elastizität aufweist als das Vergussharz 550.
  • Der Entspannungsabschnitt 560 ist ein Element, das elastisch verformt wird, um die mechanische Spannung zu verringern, die an das Vergussharz 550 angelegt wird, wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung zwischen dem Vergussharz 550 und dem Entspannungsabschnitt 560 erzeugt wird.
  • Das Vergussharz 550 ist dem Vergussharz 450 der dritten Ausführungsform gleich, außer dass es zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 560 und dem Entspannungsabschnitt 560 in der Region zwischen dem Abstandhalter 330A und dem Abstandhalter 330B ausgebildet wird.
  • In der Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform ist eine Dicke D5 des Vergussharzes 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B der Dicke des Vergussharzes 50 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels im Wesentlichen gleich.
  • Jedoch weist die Elektrode 540 den eingetieften Abschnitt 540A auf, der in der Draufsicht innerhalb der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist. Der Entspannungsabschnitt 560 ist in dem eingetieften Abschnitt 540A ausgebildet, welcher in der unteren Oberfläche 542 der Elektrode 540 ausgebildet ist. Der Entspannungsabschnitt 560 wird elastisch verformt, um die mechanische Spannung zu verringern, die an das Vergussharz 550 angelegt wird, wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung zwischen dem Vergussharz 550 und dem Entspannungsabschnitt 560 erzeugt wird.
  • Außerdem weist die Elektrode 540 den dünnen Abschnitt 540B auf, der in der Draufsicht innerhalb der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist. Eine Tiefe des dünnen Abschnitts 540B ist zum Beispiel die Hafte der Dicke eines Teilbereichs, bei dem es sich nicht um den dünnen Abschnitt 540B in der Elektrode 540 handelt. Somit wird die Elektrode 540 wahrscheinlich in dem dünnen Abschnitt 540B gebeugt.
  • Wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung zwischen der Elektrode 10 und dem Vergussharz 550 oder zwischen dem Entspannungsabschnitt 560 und dem Vergussharz 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, wird daher die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird, verringert.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Wenn die mechanische Spannung wie oben beschrieben an das Vergussharz 550 angelegt wird, wird außerdem der dünne Abschnitt 540B der Elektrode 540 gebeugt, um die Spannung zu verringern.
  • Auch wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung an das Vergussharz 550 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angelegt wird, verringert somit der Entspannungsabschnitt 560 die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird. Ferner wird die Spannung auch durch die Beugung des dünnen Abschnitts 540B verringert.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der vierten Ausführungsform der vorteilhafte Bonding-Zustand zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A und 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der vierten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 500 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass eine Breite, die Tiefe und die Elastizität des Entspannungsabschnitts 560 gemäß deren Beziehung mit der mechanischen Spannung, die möglicherweise an das Vergussharz 550 angelegt wird, festgelegt werden können.
  • Man beachte, dass eine Breite und eine Tiefe des eingetieften Abschnitts 540A ebenso wie eine Breite und eine Tiefe des dünnen Abschnitts 540B gemäß deren Lagebeziehung mit dem Halbleiterelementen 20A und 20B festgelegt werden können.
  • Bis hierher wurde der Modus beschrieben, in dem der Entspannungsabschnitt 560 in dem einen eingetieften Abschnitt 540 angeordnet wird, welcher in der Mitte der unteren Oberfläche 542 in der Elektrode 540 ausgebildet ist; jedoch kann der eingetiefte Abschnitt 540A aus einer Mehrzahl von rillenförmigen, eingetieften Abschnitten bestehen oder es kann sich dabei um eine Mehrzahl von Löchern handeln, die in einer Matrix angeordnet sind.
  • Es wurde der Modus beschrieben, in dem die Halbleitervorrichtung 500 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, und in dem der Entspannungsabschnitt 560 zwischen dem Vergussharz 550 und der Elektrode 540 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 500 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 550 wirkt, durch Positionieren des Entspannungsabschnitts 440B in einer Region zwischen jeweils zwei von den Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • 14D ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der vierten Ausführungsform zeigt. Die Halbleitervorrichtung in der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform wird durch Modifizieren des Aufbaus des eingetieften Abschnitts 540A und des Entspannungsabschnitts 560, die in 14A und 14B dargestellt sind, erhalten.
  • Wie 14A bis 14C ist das XYZ-Koordinatensystem in 14D und 14E definiert.
  • 14E ist eine Ansicht, die die umgekehrte Elektrode 543 einer Halbleitervorrichtung 500A der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform zeigt, die in 14D dargestellt ist.
  • Die Halbleitervorrichtung 500A der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform, die in 14D dargestellt ist, weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 330A, 330B, die Elektrode 543, das Vergussharz 550 und einen Entspannungsabschnitt 561 auf.
  • Während 14D den Entspannungsabschnitt 561 zeigt, zeigt 14E die Elektrode 543, bevor der Entspannungsabschnitt 561 ausgebildet wird.
  • In der Halbleitervorrichtung 500A der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform sind die Elektrode 540 und der Entspannungsabschnitt 560 der Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform durch die Elektrode 543 und den Entspannungsabschnitt 561 ersetzt.
  • Die Elektrode 543 weist eine obere Oberfläche 544 und eine untere Oberfläche 545 auf. Die Elektrode 543 weist eingetiefte Abschnitte 543A und einen dünnen Abschnitt 543B auf. Die eingetieften Abschnitte 543A und der dünne Abschnitt 543B werden durch Modifizieren des eingetieften Abschnitts 540A und des dünnen Abschnitts 540B erhalten (siehe 14A und 14B).
  • Die eingetieften Abschnitte 540A sind fünf rillenförmige eingetiefte Abschnitte, die in der Mitte der unteren Oberfläche 545 in der Elektrode 543 ausgebildet sind. Der dünne Abschnitt 543B ist ein Abschnitt, in dem die Elektrode 543 wegen der fünf eingetieften Abschnitte 543A teilweise und regelmäßig dünner ist.
  • Wie in 14D dargestellt ist, ist der Entspannungsabschnitt 561 innerhalb von jedem der fünf rillenförmigen eingetieften Abschnitte ausgebildet. Wie der Entspannungsabschnitt 560 in der vierten Ausführungsform ist der Entspannungsabschnitt 561 aus dem Spannungen verringernden Material gebildet.
  • Da der eingetiefte Abschnitt 543A weniger breit ist als der eingetiefte Abschnitt 540A der vierten Ausführungsform, kann das Spannungen verringernde Material unter Ausnutzung des Kapillarphänomens in den eingetieften Abschnitt 540A injiziert werden.
  • Wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung zwischen der Elektrode 10 und dem Vergussharz 550 oder zwischen dem Entspannungsabschnitt 561 und dem Vergussharz 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, wird daher die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird, durch den Entspannungsabschnitt 561 verringert.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Wenn die mechanische Spannung wie oben beschrieben an das Vergussharz 550 angelegt wird, wird außerdem der dünne Abschnitt 543B der Elektrode 543 gebeugt, um die Spannung zu verringern.
  • Auch wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung an das Vergussharz 550 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angelegt wird, verringert der Entspannungsabschnitt 561 die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird. Ferner wird die Spannung auch durch die Beugung des dünnen Abschnitts 543B verringert.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der ersten Modifikation der vierten Ausführungsformen der vorteilhafte Bonding-Zustand zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A und 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der ersten Modifikation der vierten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 500A geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass der Rillenabschnitt 543A beispielsweise durch Bohren ausgebildet werden kann.
  • Außerdem muss der eingetiefte Abschnitt 543A nicht rillenförmig sein, sondern kann beispielsweise auch ein zylindrisches eingetieftes Loch sein, dessen Öffnung kreisförmig oder rechteckig ist. Solch ein eingetiefter Abschnitt kann in der unteren Oberfläche 545 der Elektrode 543 in der Matrix ausgebildet werden. Die eingetieften Abschnitte, die in der Matrix angeordnet sind, können beispielsweise durch Bohren ausgebildet werden. Das Spannungen verringernde Material kann unter Ausnutzung des Kapillarphänomens leichter in den eingetieften Abschnitt injiziert werden, der in der Form eines kreisförmigen oder rechteckigen Zylinders eingetieft ist, als in den rillenförmig eingetieften Abschnitt 543A.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 500A die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, und in dem der Entspannungsabschnitt 561 zwischen dem Vergussharz 550 und der Elektrode 540 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 500A die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 550 wirkt, durch Positionieren des Entspannungsabschnitts 561 in einer Region zwischen jeweils zwei von den Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • 14F ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform darstellt. Die Halbleitervorrichtung in der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform wird durch Modifizieren des Aufbaus des eingetieften Abschnitts 540A und des Entspannungsabschnitts 560, die in 14A und 14B dargestellt sind, erhalten.
  • Man beachte, dass das XYZ-Koordinatensystem in 14F und 14G definiert ist wie in 14A bis 14C.
  • 14G zeigt eine umgedrehte Elektrode 546 einer Halbleitervorrichtung 500B der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform, die in 14F dargestellt ist.
  • Die Halbleitervorrichtung 500B der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform, die in 14F dargestellt ist, weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 330A, 330B, die Elektrode 546, das Vergussharz 550 und einen Entspannungsabschnitt 562 auf.
  • In der Halbleitervorrichtung 500B der zweien Modifikation der vierten Ausführungsform sind die Elektrode 540 und der Entspannungsabschnitt 560 der Halbleitervorrichtung 500 in der vierten Ausführungsform durch die Elektrode 546 und den Entspannungsabschnitt 562 ersetzt.
  • Während 14F den Entspannungsabschnitt 562 zeigt, zeigt 14G die Elektrode 546, bevor der Entspannungsabschnitt 562 ausgebildet wird.
  • Die Elektrode 546 weist eine obere Oberfläche 547 und eine untere Oberfläche 548 auf. Die Elektrode 546 weist einen vorstehenden Abschnitt 549 in der Mitte der unteren Oberfläche 548 auf. Der vorstehende Abschnitt 549 ist ein Abschnitt, in dem ein Abschnitt, der zwischen dem Abstandhalter 330A und dem Abstandhalter 330B angeordnet ist, in der Draufsicht nach unten vorsteht. Der vorstehende Abschnitt 549 weist in der X-Achsenrichtung eine Länge auf, die zwischen den Abstandhalter 330A und den Abstandhalter 330B passt, und weist in der Y-Achsenrichtung die gleiche Länge auf wie die Abstandhalter 330A, 330B. Außerdem ist die Höhe des vorstehenden Abschnitts 549 (die Länge in der Z-Achsenrichtung) beispielsweise auf eine halbe Höhe der Abstandhalter 330A, 330B festgelegt.
  • Die Elektrode 546 weist eingetiefte Abschnitte 546A auf, die auf der Seite der unteren Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 549 ausgebildet sind. Die eingetieften Abschnitte 546A sind eingetiefte Abschnitte, die in der Matrix im vorstehenden Abschnitt 549 in der Mitte der unteren Oberfläche 548 der Elektrode 546 angeordnet sind. Während 14F die fünf eingetieften Abschnitte 546A zeigt, die in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, sind die eingetieften Abschnitte 546A in der Y-Achsenrichtung in drei Reihen angeordnet.
  • Obwohl 14G einen Modus zeigt, in dem Öffnungen der eingetieften Abschnitte 546A viereckig ausgebildet sind, kann jede der Öffnungen der eingetieften Abschnitte 546A auch kreisförmig oder anders geformt sein. Obwohl 14G einen Modus zeigt, in dem die eingetieften Abschnitte 546A in der X-Achsenrichtung in fünf Reihen und in der Y-Achsenrichtung in drei Reihen angeordnet sind, ist dies nur ein Beispiel, und die Anzahl der eingetieften Abschnitte 546A kann beliebig festgelegt werden.
  • Der Entspannungsabschnitt 562 ist innerhalb der in Mehrzahl vorhandenen eingetieften Abschnitte 546A ausgebildet, die in der Matrix angeordnet sind. Wie der Entspannungsabschnitt 560 in der vierten Ausführungsform ist der Entspannungsabschnitt 562 aus dem Spannungen verringernden Material gebildet.
  • Da der eingetiefte Abschnitt 546A in zylindrischer Form ausgehöhlt ist, kann das Spannungen verringernde Material unter Ausnutzung des Kapillarphänomens in die eingetieften Abschnitte 546A injiziert werden.
  • Wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung zwischen der Elektrode 10 und dem Vergussharz 550 oder zwischen dem Entspannungsabschnitt 562 und dem Vergussharz 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, wird daher die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird, verringert.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 550 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Außerdem weist die Elektrode 546 den vorstehenden Abschnitt 49 auf, und daher ist eine Dicke D5A des Vergussharzes 550 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 549 und der Elektrode 10 wegen des vorstehenden Abschnitts 549 im Vergleich zu einem Abstand zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 550 verringert.
  • Daher kann die mechanische Spannung, die zwischen dem Vergussharz 550 und der Elektrode 10 erzeugt wird, verringert werden. Auch wenn wegen der Kontraktion des Vergussharzes 550 die mechanische Spannung an das Vergussharz 550 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angelegt wird, verringert ferner der Entspannungsabschnitt 562 die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 550 angelegt wird.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsformen der vorteilhafte Bonding-Zustand zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A und 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der zweiten Modifikation der vierten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 500B geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 500B die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, und in dem der vorstehende Abschnitt 549 und der Entspannungsabschnitt 562 zwischen dem Vergussharz 550 und der Elektrode 540 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet sind.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 500B die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 550 wirkt, durch Positionieren des vorstehenden Abschnitts 549 und des Entspannungsabschnitts 562 in einer Region zwischen jeweils zwei von den Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 550 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • <Fünfte Ausführungsform>
  • 15A ist eine Querschnittsdarstellung der Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. 15B ist eine Ansicht, die eine Ablöseschicht der Halbleitervorrichtung der fünften Ausführungsform zeigt. Wie dargestellt, ist das XYZ-Koordinatensystem in 15A und 15B definiert.
  • Die in 15A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 600 der fünften Ausführungsform in einer Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird. 15B ist eine Ansicht, die die umgedrehte Elektrode 640 der Halbleitervorrichtung 600 zeigt, die in 15A dargestellt ist.
  • Wie in 15A gezeigt ist, weist die Halbleitervorrichtung 600 der fünften Ausführungsform die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 30A, 30B, die Elektrode 640, ein Vergussharz 650 und eine Ablösefolie 660 auf.
  • Die Halbleitervorrichtung 600 der fünften Ausführungsform ist statt des Entspannungsabschnitts 560 der Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform mit der Ablösefolie 660 versehen. Man beachte, dass eine untere Oberfläche der Elektrode 640 der fünften Ausführungsform flach ist. Da der übrige Aufbau der gleiche ist wie der Aufbau der Halbleitervorrichtung 500 der vierten Ausführungsform, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Die Elektrode 640 ist eine plattenförmige Elektrode und weist eine obere Oberfläche 641 und eine untere Oberfläche 642 auf. Die untere Oberfläche 642 der Elektrode 640 ist an die Abstandhalter 30A, 30B gebondet.
  • Wie in 15B dargestellt ist, ist die Ablösefolie 660 in der Mitte der unteren Oberfläche 642 der Elektrode 640 ausgebildet. Der Ablösefolie 660 ist in der X-Achsenrichtung zwischen dem Abstandhalter 30A und dem Abstandhalter 30B angeordnet und weist in der Y-Achsenrichtung die gleiche Länge auf wie die Abstandhalter 30A, 30B.
  • Außer einer Harzfolie, die aus dem auf Kautschuk basierenden Harz, dem Silikonharz, dem Urethanharz, einem Polyethylenharz, einem Polypropylenharz, einem Teflon®-Harz oder dergleichen gefertigt ist, kann die Ablösefolie 660 beispielsweise eine Metallfolie sein, die aus Gold, Nickel, Kupfer oder dergleichen gefertigt ist. Ferner kann als Ablösefolie 660 eine haftende, nicht-härtende Schmiere, eine auf Öl basierende Paste, eine hochviskose Flüssigkeit auf die Mitte der unteren Oberfläche 642 der Elektrode 640 aufgebracht oder dort ausgebildet werden.
  • Man beachte, dass die Harzfolie auf die untere Oberfläche 643 der Elektrode 640 aufgebracht werden kann und dass die Metallfolie durch ein Zerstäubungsverfahren bzw. Sputtering oder dergleichen auf der unteren Oberfläche 642 der Elektrode 640 ausgebildet wird. Außerdem muss eine Folie, die aus Polyamid, Polyimid oder dergleichen besteht, auf einem Teilbereich, wo die Ablösefolie 660 ausgebildet wird, nicht aufgebracht werden.
  • Wenn eine mechanische Spannung von bestimmter Höhe zwischen dem Vergussharz 650 und der Elektrode 640 in einer Region zwischen dem Abstandhalter 30A und dem Abstandhalter 30B erzeugt wird, löst die Ablösefolie 660 das Vergussharz 650 von der Elektrode 640 ab. Die Ablösefolie 660 ist ein Beispiel für eine ablösungsinduzierende Folie.
  • Zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B kommt es wegen ihrer unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zu Wärmespannungen; jedoch wird keine Wärmespannung zwischen den Abstandhaltern 30A, 30B und der Elektrode 640 erzeugt, da beide aus Kupfer oder der Kupferlegierung bestehen.
  • Auch wenn das Vergussharz 650 in der Region zwischen dem Abstandhalter 30A und dem Abstandhalter 30B von der Elektrode 640 abgelöst wird, ist dies für die Halbleitervorrichtung 600 nicht problematisch.
  • Wenn zwischen dem Vergussharz 650 und der Elektrode 640 eine mechanische Spannung von gewisser Höhe erzeugt wird, löst daher die Ablösefolie 660 das Vergussharz 650 von der Elektrode 640 ab; daher kann die mechanische Spannung, die zwischen der Elektrode 10 und dem Vergussharz 650 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, verringert werden.
  • Wie bis hierher beschrieben wurde, löst gemäß der fünften Ausführungsform dadurch, dass die Ablösefolie 660 in der Mitte der unteren Oberfläche 642 der Elektrode 640 ausgebildet ist, die Ablösefolie 660 das Vergussharz 650 von der Elektrode 640 ab, wenn eine mechanische Spannung von bestimmter Höhe zwischen der Elektrode 640 und dem Vergussharz 650 in der Region zwischen dem Abstandhalter 30A und dem Abstandhalter 30B erzeugt wird.
  • Daher wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 650 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 650 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 650 von der Elektrode 10 zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden.
  • Man beachte, dass ein Teilbereich der unteren Oberfläche 642 in der Elektrode 640, an dem keine Ablösefolie 660 ausgebildet ist, an dem Vergussharz 650 haftet, und dass daher die Halbleiterelemente 20A, 20B und die Abstandhalter 30A, 30B mit dem Vergussharz 650 versiegelt sind.
  • Wie bis hierher beschrieben worden ist, kann gemäß der fünften Ausführungsform der vorteilhafte Bonding-Zustand zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A und 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der fünften Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 600 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 600 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist, und in dem die Ablösefolie 660 zwischen dem Vergussharz 650 und der Elektrode 640 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet ist.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 600 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 650 wirkt, durch Positionieren der Ablösefolie in einer Region zwischen jeweils zwei von den Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 650 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • <Sechste Ausführungsform>
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von den Halbleitervorrichtungen 100 bis 600 in den ersten bis sechsten Ausführungsformen im Hinblick auf den Aufbau des Abstandhalters.
  • 16A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt. 16B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der sechsten Ausführungsform zeigt. Wie dargestellt, ist das XYZ-Koordinatensystem in 16A und 16B definiert.
  • Die in 16A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform in einer Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 750, ein Vergussharz 750 und einen Entspannungsabschnitt 760 auf.
  • In der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der Abstandhalter 730A, 730B, des Vergussharzes 750 und des Entspannungsabschnitts 760 jeweils von dem in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform. Da die übrigen Komponenten denen der Halbleitervorrichtung 100 in der ersten Ausführungsform gleichen, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Wie 16A und 16B dargestellt ist, sind der Abstandhalter 720A und der Abstandhalter 730B voneinander getrennt. Der Abstandhalter 730A weist einen Basisabschnitt 731A und einen vorstehenden Abschnitt 732A auf. Der Abstandhalter 730B weist einen Basisabschnitt 731B und einen vorstehenden Abschnitt 732B auf.
  • Der Basisabschnitt 731A des Abstandhalters 730A ist dem ersten Abschnitt 130A des Abstandhalters 130 (siehe 5) in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 732A steht in einer positiven Richtung der X-Achse von einer Oberseite des Basisabschnitts 731A vor. Der Abstandhalter 730A in der sechsten Ausführungsform weist eine Form auf, in der der vorstehende Abschnitt 732A an den ersten Abschnitt 130A in der ersten Ausführungsform gebondet ist.
  • Der Basisabschnitt 731A ist ein Beispiel für den ersten Abschnitt, und der vorstehende Abschnitt 732A ist ein Beispiel für einen ersten vorstehenden Abschnitt.
  • Der Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B ist dem zweiten Abschnitt 130B des Abstandhalters 130 (siehe 5) in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 732B steht in einer negativen Richtung der X-Achse von einer Oberseite des Basisabschnitts 731B vor. Der Abstandhalter 730B in der sechsten Ausführungsform weist eine Form auf, in der der vorstehende Abschnitt 732B an den ersten Abschnitt 130B in der ersten Ausführungsform gebondet ist.
  • Der Basisabschnitt 731B ist ein Beispiel für den zweiten Abschnitt, und der vorstehende Abschnitt 732B ist ein Beispiel für einen zweiten vorstehenden Abschnitt.
  • Man beachte, dass die Abmessungen der Basisabschnitte 731A, 731B der Abstandhalter 730A, 730B der sechsten Ausführungsform in der X-Achsenrichtung jeweils länger sind als Abmessungen des ersten Abschnitts 130A, des zweiten Abschnitts 130B des Abstandhalters 130 der ersten Ausführungsform in der X-Achsenrichtung. Dies wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf 22 beschrieben.
  • Der Basisabschnitt 731A des Abstandhalters 730A ist mit dem Emitter in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A verbunden, während der Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B mit der Anode in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B verbunden ist.
  • Zwischen einem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732A im Abstandhalter 730A und einem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732B im Abstandhalter 730B ist ein Abstand, und der Entspannungsabschnitt 730B ist zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732B angeordnet.
  • Der Entspannungsabschnitt 760 kann aus einem beliebigen Material gebildet sein, solange das Material ausreichend weniger elastisch ist als die Elektrode 40 oder die Abstandhalter 730A, 730B, und kann beispielsweise aus einem Spannungen verringernden Material wie dem Silikonharz, dem Urethanharz, dem Polyamidharz, dem Polyimidharz, dem auf Kautschuk basierenden Harz oder dergleichen gebildet sein. Man beachte, dass der Entspannungsabschnitt 760 aus einem Material gebildet sein kann, das eine geringere Elastizität aufweist als das Vergussharz 750.
  • Der Entspannungsabschnitt 760 wird so ausgebildet, dass beispielsweise die Abstandhalter 730A, 730B jeweils an die oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B gebondet werden und dass das Spannungen verringernde Material ferner in einem Zustand, in dem die Elektrode 40 an obere Oberflächen der Abstandhalter 730A, 730B gebondet ist, zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A und dem vorstehenden Abschnitt 732B aufgebracht wird.
  • Man beachte, dass das Kapillarphänomen genutzt wird, um den Entspannungsabschnitt 760 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A und dem vorstehenden Abschnitt 732B auszubilden, falls ein Raum zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732B schmal genug ist, um das Kapillarphänomen hervorzubringen.
  • Die Elektrode 40 wird an die oberen Oberflächen der Abstandhalter 730A, 730B gebondet. Man beachte, dass der Entspannungsabschnitt 760 ausgebildet werden kann, bevor die Elektrode 40 an die Abstandhalter 730A, 730B gebondet wird.
  • Das Vergussharz 750 versiegelt die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 40 und den Entspannungsabschnitt 760. Das Vergussharz 750 kann auf die gleiche Weise gebildet werden wie das Vergussharz 150 der ersten Ausführungsform.
  • Nun wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 700 in der sechsten Ausführungsform beschrieben.
  • 17 bis 21 zeigen einen Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform.
  • Zuerst werden die Elektrode 10, die Lötfolien 71A, 71B, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Lötfolien 72A, 72B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Lötfolien 73A, 73B und die Steueranschlüsse 62A bis 62D ausgerichtet. Zum Ausrichten kann eine bekannte Spannvorrichtung verwendet werden. Man beachte, dass die Sammelschiene 11 mit der Elektrode 10 verbunden ist.
  • Die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B sind beispielsweise die Lötbleche, die durch Walzen eines Materials, das AnAg-Lot enthält, welches Zinn und Silber enthält, SnCu-Lot, welches Zinn und Kupfer enthält, oder dergleichen gebildet werden.
  • Die Lötfolie 71A wird zwischen der Elektrode 10 und dem Halbleiterelement 20A angeordnet. Die Lötfolie 71B wird zwischen der Elektrode 10 und dem Halbleiterelement 20B angeordnet. Die Lötfolie 72A wird zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Basisabschnitt 731A eines Abstandhalters 730 angeordnet. Die Lötfolie 72B wird zwischen dem Halbleiterelement 20B und dem Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B angeordnet.
  • Die Lötfolie 73A wird auf dem Basisabschnitt 731A des Abstandhalters 730A angeordnet. Die Lötfolie 73B wird auf dem Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B angeordnet.
  • Man beachte, dass Oberflächen der Elektroden 10, 40 und der Abstandhalter 730A, 730B mit einer Vernickelung oder dergleichen versehen sein können. Außerdem können Teilbereiche der Oberflächen der Elektroden 10, 40 und der Abstandhalter 730A, 730B, die mit den Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B in Kontakt kommen, vergoldet sein, um die Benetzbarkeit zu verbessern.
  • Die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B werden in dem ausgerichteten Zustand, der in 17 dargestellt ist, geschmolzen, um die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B und die Abstandhalter 730A, 730B zu verbinden.
  • Wie in 18 dargestellt ist, werden dann die Anschlüsse 21A bis 21D des Halbleiterelements 20A und die Steueranschlüsse 62A bis 62D jeweils durch die Bonddrähte 61A bis 61D verbunden. Man beachte, dass die Lötfolien 73A, 73B in 18 nicht dargestellt sind, da die Lötfolien 73A, 73B in dem in 17 dargestellten Verfahren geschmolzen worden sind und an einer Oberseite der Abstandhalter 730A, 730B haften.
  • Da außerdem die Lötfolien 71A, 71B, 72A, 72B jeweils zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B und zwischen den Halbleiterelement 20A, 20B und den Abstandhaltern 730A, 730B haften, sind sie in 18 nicht dargestellt.
  • Wie in 19 dargestellt ist, wird dann die Elektrode 40 ausgerichtet, das Lot, das an der Oberseite der Abstandhalter 730A, 730B haftet (das Lot, das durch Schmelzen der Lötfolien 73A, 73B haftet), wird geschmolzen, und die Elektrode 40 wird an die obere Oberfläche der Abstandhalter 730A, 730B gebondet. Die Sammelschiene 41 wird mit der Elektrode 40 verbunden.
  • Dementsprechend werden die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B und die Elektrode 40 gebondet, um einen Zustand zu erreichen, der in 20 dargestellt ist.
  • Als nächstes wird der Entspannungsabschnitt 760 in einer Lücke zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A des Abstandhalters 730A und dem vorstehenden Abschnitt 732B des Abstandhalters 730B ausgebildet. Wie oben beschrieben, kann der Entspannungsabschnitt 760 aus einem beliebigen Material gebildet sein, solange das Material ausreichend weniger elastisch ist als die Elektrode 40 oder die Abstandhalter 730A, 730B, und kann beispielsweise aus einem Spannungen verringernden Material wie dem Silikonharz, dem Urethanharz, dem Polyamidharz, dem Polyimidharz, dem auf Kautschuk basierenden Harz oder dergleichen gebildet sein.
  • Der Entspannungsabschnitt 760 wird beispielsweise durch Aufbringen des mechanische Spannungen verringernden Materials zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A und dem vorstehenden Abschnitt 732B ausgebildet.
  • Man beachte, dass das Kapillarphänomen genutzt wird, um den Entspannungsabschnitt 760 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A und dem vorstehenden Abschnitt 732B auszubilden, falls der Raum zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 732B schmal genug ist, um das Kapillarphänomen hervorzubringen.
  • Die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 40 und der Entspannungsabschnitt 760, die gebondet worden sind wie in 20 dargestellt, werden mit der Lösung imprägniert, in der Polyamid, Polyimid oder dergleichen in dem organischen Lösungsmittel gelöst worden ist, um ihre Oberflächen mit einer Polyamid-, Polyimid- oder ähnlichen Schicht zu überziehen, bevor sie mit dem Vergussharz 150 versiegelt werden. Dies wird durchgeführt, um die Haftung des Vergussharzes 750 an den Oberflächen der Elektrode 10, der Halbleiterelemente 20A, 20B, der Abstandhalter 730A, 730B und der Elektrode 40 zu erleichtern.
  • Zuletzt werden die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 40, der Entspannungsabschnitt 760, die Sammelschienen 11, 41 und die Steueranschlüssen 62A bis 62D mit dem Vergussharz 750 versiegelt. Das Versiegeln mit dem Vergussharz 750 wird dadurch erreicht, dass man die Wärmehärtungsbehandlung des Vergussharzes 750 durchführt.
  • Bei der Wärmehärtungsbehandlung werden die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 40, der Entspannungsabschnitt 760, die Sammelschienen 11, 41 und die Steueranschlüsse 62A bis 62D, die in 20 dargestellt sind, in die beheizt Form gegeben, das duroplastische Harz wird in die Form gegossen, während diese erwärmt wird, und das duroplastische Harz in der Form wird mit dem zusätzlichen Druck beaufschlagt, während es erwärmt wird, um die Härtungsreaktion des duroplastischen Harzes zu beschleunigen.
  • Das duroplastische Harz wird beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 80°C bis 200°C erwärmt und dann abgekühlt, um das in 21 dargestellte Vergussharz 750 zu erhalten. Das Vergussharz 750 versiegelt die Seitenflächen der Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 730A, 730B, die Elektrode 40 und die Seitenflächen des Entspannungsabschnitts 760. Außerdem bleiben Teilbereiche an der Außenseite der unteren Oberfläche der Elektrode 10, der oberen Oberfläche der Elektrode 40, der Sammelschienen 11, 41 und der Steueranschlüsse 62A bis 62D frei von dem Vergussharz 750.
  • Wie in 16A dargestellt ist, ist in der Halbleitervorrichtung 700 der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform eine Tiefe D7 des Vergussharzes 750 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B wegen der vorstehenden Abschnitte 732A, 732B der Abstandhalter 730A, 730B und des Entspannungsabschnitts 760 verringert, wie bei der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform (siehe 5).
  • Demgemäß ist das Maß der Kontraktion des Vergussharzes 750 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit ist die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 750 angelegt wird, verringert.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 750 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 750 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Außerdem ist der Entspannungsabschnitt 760 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A und dem vorstehenden Abschnitt 732B ausgebildet. Auch wenn die mechanische Spannung an das Vergussharz 750 in der Region zwischen dem Abstandhalter 730A und dem Abstandhalter 730B angelegt wird, verringert der Entspannungsabschnitt 760 die mechanische Spannung.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 750 von der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden. Außerdem ist es möglich, die vorteilhaften Verbindungszustände zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B aufrechtzuerhalten, da der Ablösung des Vergussharzes 750 entgegengewirkt wird.
  • Infolgedessen kann gemäß der sechsten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 700 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 750 entgegengewirkt werden kann.
  • Außerdem kann gemäß der sechsten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 700 geschaffen werden, bei der der Ablösung des Vergussharzes 750 nicht nur im Stadium des Wärmehärtens des Vergussharzes 750, sondern auch in einem Stadium der wiederholten Verwendung der Halbleitervorrichtung 700 entgegengewirkt werden kann, wo deren Erwärmung und Abkühlung durch die Wärmeerzeugung des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B wiederholt wird.
  • Darüber hinaus sind gemäß der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform die Abstandhalter 730A, 730B wegen der vorstehenden Abschnitte 732A, 732B größer als die Abstandhalter 30A, 30B der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel. Daher sind die Wärmekapazitäten der Abstandhalters 730A, 730B erhöht, die Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird, wird vorübergehend absorbiert, und somit kann die Kühlleistung der Halbleiterelemente 20A, 20B verbessert werden.
  • Insbesondere wird in einem Fall, wo die Halbleitervorrichtung 700 in dem Hybridfahrzeug installiert ist, der Wechselrichter 99 jedes Mal, wenn der Elektromotor 10 angesteuert oder regeneriert wird, einer hohen Temperatur ausgesetzt. Unter solchen Umständen ist es äußerst günstig, die Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform zu verwenden, deren Abkühlverhalten verbessert worden ist.
  • In der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform weisen die Abstandhalter 730A, 730B jeweils die vorstehenden Abschnitte 732A, 732B auf, und daher ist ein Verbindungsweg zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kürzer als in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels.
  • Demgemäß sind ein Widerstandswert der Widerstandskomponente und die parasitische Induktivität zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit sind der Wärmewert und die Stoßspannung, die zusammen mit der Schaltbetätigung erzeugt wird, verringert.
  • Man beachte, dass Dicken der vorstehenden Abschnitte 732A, 732B in den Abstandhaltern 730A, 730B entsprechend einer für den Entspannungsabschnitt 760 nötigen Dicke, der Art des für den Entspannungsabschnitt 760 verwendeten, mechanische Spannungen verringernden Materials, dem Abstand zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B, der Art des duroplastischen Harzes, aus dem das Vergussharz 750 besteht, oder dergleichen festgelegt werden können.
  • Wie bis hierher beschrieben wurde, kann gemäß der sechsten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 700 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 750 entgegengewirkt wird.
  • Es folgt eine Beschreibung von Toleranzen von Außenabmessungen der Abstandhalter 730A, 730B in der Halbleitervorrichtung der sechsten Ausführungsform und einer Toleranz einer Außenabmessung des Abstandhalters 130 in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform.
  • 22 ist eine Ansicht, die die Toleranz der Außenabmessung des Abstandhalters 130 der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 22(A) entspricht 5 und zeigt den Querschnitt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform in einer Dickenrichtung entlang einer Mittelachse geschnitten wird, die parallel ist zu ihrer Längsrichtung. 22(B) ist eine Ansicht, die Lagebeziehungen zwischen der Elektrode 10, den Halbleiterelementen 20A, 20B, dem Abstandhalter 130, der Elektrode 40 und dem Vergussharz 150 in der Draufsicht zeigt. Man beachte, dass die Elektrode 10 und die Elektrode 40 die gleichen Abmessungen aufweisen und dass ihre Positionen einander in der Draufsicht entsprechen.
  • Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind die Halbleiterelemente 20A, 20B außerdem gleich groß.
  • Hierbei wird nur die Toleranz der Außenabmessung des Abstandhalters 130 berücksichtigt, und Toleranzen der anderen Komponenten werden nicht berücksichtigt. Wie in 22(B) dargestellt ist, müssen in der Halbleitervorrichtung 100 der erste Abschnitt 130A und der zweite Abschnitt 130B des Abstandhalters 130 kleiner sein als die Halbleiterelemente 20A, 20B und müssen innerhalb von diesen angeordnet sein.
  • Eine Länge des Halbleiterelements 20A in der X-Achsenrichtung ist als L festgelegt, eine Länge des ersten Abschnitts 130A in der X-Achsenrichtung ist als A festgelegt, die Toleranz des ersten Abschnitts 130A in der X-Achsenrichtung ist als a festgelegt, eine Länge des Verbindungsabschnitts 130C in der X-Achsenrichtung ist als C festgelegt und die Toleranz des Verbindungsabschnitts 130C in der X-Achsenrichtung ist als b festgelegt.
  • Anders ausgedrückt kann die Länge des ersten Abschnitts 130A in der X-Achsenrichtung unter Berücksichtigung der Toleranz a als L ± a dargestellt werden. Außerdem kann die Länge des Verbindungsabschnitts 130C in der X-Achsenrichtung unter Berücksichtigung der Toleranz b als C ± b dargestellt werden.
  • Wenn nun das Halbleiterelement 20A und der erste Abschnitt 130A betrachtet werden, ohne den Verbindungsabschnitt 130C zu berücksichtigen, wird eine Gleichung (1) zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem ersten Abschnitt 130A aufgestellt. L > A + a (1)
  • Somit kann die Länge A des ersten Abschnitts 130A im Abstandhalter 130 durch eine Gleichung (2) dargestellt werden. A < L – a (2)
  • Außerdem muss in einem Fall, wo die Länge des Verbindungsabschnitts 130C um ±b schwankt, die Abmessung des ersten Abschnitts 130A innerhalb von der des Halbleiterelements 20A auf der linken Seite des Halbleiterelements 20A liegen, wenn die Toleranz +b ist, und die Abmessung des ersten Abschnitts 130A muss innerhalb von der des Halbleiterelements 20A auf der rechten Seite des Halbleiterelements 20A liegen, wenn die Toleranz –b ist.
  • Wenn die Toleranz b des Verbindungsabschnitts 130C für die Gleichung (2) berücksichtigt wird, wird somit eine Gleichung (3) für den ersten Abschnitt 130A und den Verbindungsabschnitt 130C erfüllt. A < L – a – 2b (3)
  • Man beachte, dass der Abstandhalter 130 lateral um den Verbindungsabschnitt 130C symmetrisch ist und dass die Abmessungen des ersten Abschnitts 130A und des zweiten Abschnitts 130B gleich sind, und dass daher die Gleichung (3) auch für den zweiten Abschnitt 130B und den Verbindungsabschnitt 130C erfüllt ist.
  • Wie oben beschrieben, müssen die Abmessungen in der X-Achsenrichtung des ersten Abschnitts 130A und des zweiten Abschnitts 130B die Gleichung (3) erfüllen, wenn der Abstandhalter den Verbindungsabschnitt 130C aufweist.
  • Wie in 22(A) dargestellt ist, muss in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform die Länge A in der X-Achsenrichtung sowohl des ersten Abschnitts 130A als auch des zweiten Abschnitts 130B im Abstandhalter 130 die Gleichung (3) erfüllen.
  • Dagegen sind in der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform der Abstandhalter 730A und der Abstandhalter 730B voneinander getrennt, und daher besteht keine Notwendigkeit dafür, die Toleranz ±b der Länge C des Verbindungsabschnitts 130C in der X-Achsenrichtung im Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform zu berücksichtigen.
  • Außerdem sind die Längen der Basisabschnitte 731A, 731B in den Abstandhaltern 730A, 730B in der X-Achsenrichtung der Länge A des ersten Abschnitts 130A im Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform in der X-Achsenrichtung gleich.
  • Wenn die Länge jedes einzelnen Basisabschnitts 731A, 731B in den Abstandhaltern 730A, 730B der sechsten Ausführungsform in der X-Achsenrichtung als A7 festgelegt wird, muss die Länge A7 daher eine Gleichung (4) erfüllen, die durch Weglassen der Toleranz b aus der Gleichung (3) erhalten werden kann. A7 < L – a (4)
  • Hierbei werden Längen des ersten Abschnitts 130A und des zweiten Abschnitts 130B in der Y-Achsenrichtung im Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform so festgelegt, dass sie den Längen der Basisabschnitte 731A, 731B in den Abstandhaltern 730A, 730B in der Y-Achsenrichtung der sechsten Ausführungsform gleich sind.
  • Unter dieser Bedingung sind die Flächen der Basisabschnitte 731A, 731B in den Abstandhaltern 730A, 730B der sechsten Ausführungsform, die jeweils mit den Halbleiterelementen 20A, 20B in Kontakt kommen, (L – a)/(L – a – 2b) mal so groß wie die Flächen des ersten Abschnitts 130A und des zweiten Abschnitts 130B im Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform, die jeweils mit den Halbleiterelementen 20A, 20B in Kontakt kommen.
  • Anders ausgedrückt kann die Kühlwirkung der einzelnen Abstandhalter 730A, 730B in der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform auf das (L – a)/(L – a – 2b)-fache der Kühlleistung des Abstandhalters 130 in der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform steigen.
  • Wie bis hierher beschrieben wurde, wird gemäß der sechsten Ausführungsform der Ablösung des Vergussharzes 750 entgegengewirkt, und daher ist es möglich, den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 entgegenzuwirken, und es ist außerdem möglich, die Halbleitervorrichtung 700 zu schaffen, in der die Kühlwirkung jedes einzelnen Halbleiterelements 20A, 20B verbessert ist.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 700 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist und in der die vorstehenden Abschnitte 732A, 732B der Abstandhalter 730A, 730B in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B vorgesehen sind.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 700 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 750 wirkt, durch Positionieren des vorstehenden Abschnitts des Abstandhalters in einer Region zwischen jeweils zwei Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 750 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben worden ist, in dem der Entspannungsabschnitt 760 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A des Abstandhalters 730A und dem vorstehenden Abschnitt 732B des Abstandhalters 730B ausgebildet wird; jedoch muss kein Entspannungsabschnitt 760 ausgebildet werden.
  • Auch ohne den Entspannungsabschnitt 760 wird die Dicke des Vergussharzes 750 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B durch den vorstehenden Abschnitt 732A des Abstandhalters 730A und den vorstehenden Abschnitt 732B des Abstandhalter 730B verringert, und somit wird die Spannung, die an das Vergussharz 750 angelegt wird, in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert.
  • Wenn die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 750 wirkt, durch den vorstehenden Abschnitt 732A des Abstandhalters 730A und den vorstehenden Abschnitt 732B des Abstandhalters 730B wesentlich verringert werden kann, besteht somit keine Notwendigkeit für die Bereitstellung des Entspannungsabschnitts 760.
  • Außerdem kann ein Abstand zwischen dem vorstehenden Abschnitt 732A des Abstandhalters 730A und dem vorstehenden Abschnitt 732B des Abstandhalters 730B auf einen beliebigen Abstand festgelegt werden, und das vordere Ende des vorstehenden Abschnitts 732A kann das vordere Ende des vorstehenden Abschnitts 732B berühren.
  • <Siebte Ausführungsform>
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform im Hinblick auf den Aufbau des Abstandhalters.
  • 23A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform zeigt. 23B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der siebten Ausführungsform zeigt. Wie dargestellt, ist das XYZ-Koordinatensystem in 23A und 23B definiert.
  • Die in 23A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn eine Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform in der Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, Abstandhalter 830A, 830B, die Elektrode 850, ein Vergussharz 850 und einen Entspannungsabschnitt 860 auf.
  • Die Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform im Hinblick auf den Aufbau der Abstandhalter 830A, 830B, des Vergussharzes 850 und des Entspannungsabschnitts 860. Da die übrigen Komponenten denen der Halbleitervorrichtung 700 in der sechsten Ausführungsform gleichen, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Wie 23A und 23B dargestellt ist, sind der Abstandhalter 830A und der Abstandhalter 830B voneinander getrennt. Der Abstandhalter 830A weist einen Basisabschnitt 831A und einen vorstehenden Abschnitt 832A auf. Der Abstandhalter 830B weist einen Basisabschnitt 831B und einen vorstehenden Abschnitt 832B auf.
  • Der Basisabschnitt 831A des Abstandhalters 830A ist dem Basisabschnitt 731A des Abstandhalters 730A (siehe 16A und 16B) in der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 832A steht in der positiven Richtung der X-Achse von der Oberseite des Basisabschnitts 831A vor. Außerdem ist im Basisabschnitt 831A ein eingetiefter Abschnitt 833A ausgebildet. Der eingetiefte Abschnitt 833A ist in der Y-Achsenrichtung in der Mitte einer vorderen Endes des vorstehenden Abschnitts 832A ausgebildet. Anders ausgedrückt sind an beiden Seiten des eingetieften Abschnitts 833A in der Y-Achsenrichtung Wandabschnitte 834A, 835A ausgebildet.
  • Ferner bildet ein Teilbereich des vorstehenden Abschnitts 832A, der wegen des eingetieften Abschnitts 833A dünner ist, einen dünnen Abschnitt 836A.
  • Der Basisabschnitt 831B des Abstandhalters 830B ist dem Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B (siehe 16A und 16) der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 832B steht in der negativen Richtung der X-Achse von der Oberseite des Basisabschnitts 831B vor. Außerdem ist im Basisabschnitt 831B ein eingetiefter Abschnitt 833B ausgebildet. Der eingetiefte Abschnitt 833B ist in der Y-Achsenrichtung in der Mitte eines vorderen Endes des vorstehenden Abschnitts 832B ausgebildet. Anders ausgedrückt sind an beiden Seiten des eingetieften Abschnitts 833B in der Y-Achsenrichtung Wandabschnitte 834B, 835B ausgebildet.
  • Ferner bildet ein Teilbereich des vorstehenden Abschnitts 832B, der wegen des eingetieften Abschnitts 833B dünner ist, einen dünnen Abschnitt 836B.
  • Der eingetiefte Abschnitt 833A ist hierbei ein Beispiel für einen ersten eingetieften Abschnitt, der auf einer Oberfläche des vorderen Endes des vorstehenden Abschnitts 832A ausgebildet ist, bei welchem es sich um ein Beispiel für den ersten vorstehenden Abschnitt auf der Seite der Elektrode 40 handelt, die ein Beispiel für die zweite Metallplatte ist. Der eingetiefte Abschnitt 833B ist ein Beispiel für einen zweiten eingetieften Abschnitt, der auf einer Oberfläche des vorderen Endes des vorstehenden Abschnitts 832B ausgebildet ist, bei welchem es sich um ein Beispiel für den zweiten vorstehenden Abschnitt auf der Seite der Elektrode 40 handelt, die ein Beispiel für die zweite Metallplatte ist.
  • Der Basisabschnitt 831A des Abstandhalters 830A ist mit dem Emitter in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A verbunden, während der Basisabschnitt 831B des Abstandhalters 830B mit der Anode in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B verbunden ist.
  • Zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832A im Abstandhalter 830A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832B im Abstandhalter 830B ist ein Abstand, und der Entspannungsabschnitt 730B ist zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832B angeordnet.
  • Der Entspannungsabschnitt 860 kann aus einem beliebigen Material gebildet sein, solange das Material ausreichend weniger elastisch ist als die Elektrode 40 oder die Abstandhalter 830A, 830B, und kann beispielsweise aus einem Spannungen verringernden Material wie dem Silikonharz, dem Urethanharz, dem Polyamidharz, dem Polyimidharz, dem auf Kautschuk basierenden Harz oder dergleichen gebildet sein. Man beachte, dass der Entspannungsabschnitt 860 aus einem Material gebildet sein kann, das eine geringere Elastizität aufweist als das Vergussharz 850.
  • Der Entspannungsabschnitt 860 wird so ausgebildet, dass beispielsweise die Abstandhalter 830A, 830B jeweils an die oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B gebondet werden und dass das Spannungen verringernde Material ferner in einem Zustand, in dem die Elektrode 40 an obere Oberflächen der Abstandhalter 830A, 830B gebondet ist, zwischen dem vorstehenden Abschnitt 832A und dem vorstehenden Abschnitt 832B aufgebracht wird.
  • Man beachte, dass das Kapillarphänomen genutzt wird, um den Entspannungsabschnitt 860 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 832A und dem vorstehenden Abschnitt 832B auszubilden, falls ein Raum zwischen dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832A und dem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 832B schmal genug ist, um das Kapillarphänomen hervorzubringen.
  • Die Elektrode 40 ist an die oberen Oberflächen der Abstandhalter 830A, 830B gebondet. Man beachte, dass der Entspannungsabschnitt 860 ausgebildet werden kann, bevor die Elektrode 40 an die Abstandhalter 830A, 830B gebondet wird.
  • Der Entspannungsabschnitt 860 wird zwischen dem vorstehenden Abschnitt 832A und dem vorstehenden Abschnitt 832B ausgebildet. Wie anhand eines leeren Raums in 23B dargestellt ist, fließt daher das Vergussharz 850 nicht in einen Teilbereich, der von den eingetieften Abschnitten 833A, 833B, dem Entspannungsabschnitt 860 und der Elektrode 40 umgeben ist, und somit wird der Teilbereich hohl.
  • Das Vergussharz 850 versiegelt die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 830A, 830B, die Elektrode 40 und den Entspannungsabschnitt 860. Das Vergussharz 850 kann auf die gleiche Weise gebildet werden wie das Vergussharz 150 der ersten Ausführungsform.
  • Wie in 23A dargestellt ist, ist in der Halbleitervorrichtung 800 der oben beschriebenen siebten Ausführungsform eine Tiefe D8 des Vergussharzes 850 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B wegen der vorstehenden Abschnitte 832A, 832B der Abstandhalter 830A, 830B und des Entspannungsabschnitts 860 verringert, wie bei der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform (siehe 5).
  • Demgemäß ist das Maß der Kontraktion des Vergussharzes 850 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit ist die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 850 angelegt wird, verringert.
  • Außerdem ist der Entspannungsabschnitt 860 zwischen dem vorstehenden Abschnitt 832A und dem vorstehenden Abschnitt 832B ausgebildet. Auch wenn die mechanische Spannung an das Vergussharz 860 in der Region zwischen dem Abstandhalter 830A und dem Abstandhalter 830B angelegt wird, verringert somit der Entspannungsabschnitt 860 die mechanische Spannung.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 850 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 850 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Ferner sind die dünnen Abschnitte 836A, 836B der vorstehenden Abschnitte 832A, 832B dünn, und daher können sie gebeugt werden, wenn sie vom Vergussharz 850 mit mechanischer Spannung beaufschlagt werden.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 850 von der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden. Da der Ablösung des Vergussharzes 850 entgegengewirkt wird, können außerdem die vorteilhaften Verbindungszustände zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der siebten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 800 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 850 entgegengewirkt wird.
  • Außerdem kann gemäß der siebten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 800 geschaffen werden, bei der der Ablösung des Vergussharzes 850 nicht nur im Stadium des Wärmehärtens des Vergussharzes 850, sondern auch in einem Stadium der wiederholten Verwendung der Halbleitervorrichtung 800 entgegengewirkt werden kann, wo deren Erwärmung und Abkühlung durch die Wärmeerzeugung des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B wiederholt wird.
  • Ferner sind gemäß der Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform die Abstandhalter 830A, 830B wegen der vorstehenden Abschnitte 832A, 832B größer als die Abstandhalter 30A, 30B der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel. Daher sind die Wärmekapazitäten der Abstandhalters 830A, 830B erhöht, die Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird, wird vorübergehend absorbiert, und somit kann die Kühlleistung der Halbleiterelemente 20A, 20B verbessert werden.
  • Insbesondere wird in einem Fall, wo die Halbleitervorrichtung 800 in dem Hybridfahrzeug installiert ist, der Wechselrichter 99 jedes Mal, wenn der Elektromotor 10 angesteuert oder regeneriert wird, der hohen Temperatur ausgesetzt. Unter solchen Umständen ist es äußerst günstig, die Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform zu verwenden, deren Abkühlverhalten verbessert worden ist.
  • Darüber hinaus weisen in der Halbleitervorrichtung 800 der siebten Ausführungsform die Abstandhalter 830A, 830B jeweils die vorstehenden Abschnitte 832A, 832B auf, und daher ist der Verbindungsweg zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kürzer als in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels.
  • Demgemäß sind ein Widerstandswert der Widerstandskomponente und die parasitische Induktivität zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit sind der Wärmewert und die Stoßspannung, die zusammen mit der Schaltbetätigung erzeugt wird, verringert.
  • Man beachte, dass Dicken der vorstehenden Abschnitte 832A, 832B in den Abstandhaltern 830A, 830B entsprechend einer für den Entspannungsabschnitt 860 nötigen Dicke, der Art des für den Entspannungsabschnitt 860 verwendeten, mechanische Spannungen verringernden Materials, dem Abstand zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B, der Art des duroplastischen Harzes, aus dem das Vergussharz 850 besteht, oder dergleichen festgelegt werden können.
  • Wie bis hierher beschrieben wurde, kann gemäß der siebten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 800 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 850 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 800 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist und in dem die vorstehenden Abschnitte 832A, 832B, die den eingetieften Abschnitt 833A bzw. den eingetieften Abschnitt 833B aufweisen, in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B angeordnet sind.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 800 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 850 wirkt, durch Positionieren des eingetieften Abschnitts des Abstandhalters in einer Region zwischen jeweils zwei Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 850 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • <Achte Ausführungsform>
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform im Hinblick auf den Aufbau des Abstandhalters.
  • 24A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Halbleitervorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zeigt. 24B ist eine perspektivische Ansicht, die den Abstandhalter der Halbleitervorrichtung der achten Ausführungsform zeigt. Wie dargestellt, ist das XYZ-Koordinatensystem in 24A und 24B definiert.
  • Die in 24A gezeigte Querschnittsdarstellung ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der erhalten werden kann, wenn die Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform in einer Dickenrichtung durch eine Ebene entlang einer Mittelachse in ihrer Längsrichtung (X-Achsenrichtung) durchschnitten wird.
  • Die Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform weist die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 930A, 930B, die Elektrode 40 und ein Vergussharz 950 auf. In 24B sind die Abstandhalter 930A, 930B, die in 24A dargestellt sind, zum besseren Verständnis getrennt dargestellt.
  • Die Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform im Hinblick auf den Aufbau der Abstandhalter 930A, 930B und des Vergussharzes 950. Da die übrigen Komponenten denen der Halbleitervorrichtung 700 in der sechsten Ausführungsform gleichen, werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Wie 24A und 24B dargestellt ist, sind der Abstandhalter 930A und der Abstandhalter 930B voneinander getrennt. Der Abstandhalter 930A weist einen Basisabschnitt 931A und einen vorstehenden Abschnitt 932A auf. Der Abstandhalter 930B weist einen Basisabschnitt 931B und einen vorstehenden Abschnitt 932B auf.
  • Der Basisabschnitt 931A des Abstandhalters 930A ist dem Basisabschnitt 731A des Abstandhalters 730A (siehe 16A und 16B) in der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 932A steht in der positiven Richtung der X-Achse von einem mittleren Teilbereich des Basisabschnitts 931A in der Höhenrichtung vor.
  • Der Basisabschnitt 931B des Abstandhalters 930B ist dem Basisabschnitt 731B des Abstandhalters 730B (siehe 16A und 16B) in der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform gleich. Der vorstehende Abschnitt 932B steht in der negativen Richtung der X-Achse von der Oberseite des Basisabschnitts 931B vor.
  • Wie in 24A dargestellt ist, sind eine Höhe des vorstehenden Abschnitts 932A im Abstandhalter 930A und eine Höhe des vorstehenden Abschnitts 932B im Abstandhalter 930B so festgelegt, dass eine obere Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 932A in einem Zustand, in dem die Abstandhalter 930A, 930B an die oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B gebondet sind, an einer unteren Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 932B anliegt.
  • Wie in 24A dargestellt ist, sind außerdem eine Länge des vorstehenden Abschnitts 932A im Abstandhalter 930A in der X-Achsenrichtung und eine Länge des vorstehenden Abschnitts 932B im Abstandhalter 930B in der X-Achsenrichtung so festgelegt, dass ein vorderes Ende des vorstehenden Abschnitts 932A in dem Zustand, in dem die Abstandhalter 930A, 930B an die oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B gebondet sind, eine untere Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 932B überlappt.
  • Hierbei sind Abschnitte eines vorderen Endes des Basisabschnitts 931A und des vorderen Endes des vorstehenden Abschnitts 932A, die einander in der Draufsicht überlappen, ein Beispiel für einen überlappenden Abschnitt.
  • Man beachte, dass die vorstehenden Abschnitte 932A, 932B jeweils genauso breit sind wie die Basisabschnitte 931A, 931B in der Y-Achsenrichtung.
  • Somit überlappen der vorstehende Abschnitt 932A und der vorstehende Abschnitt 932B einander in dem Zustand, dass die Abstandhalter 930A, 930B an die oberen Oberflächen der Halbleiterelemente 20A, 20B gebondet sind, und die obere Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 932A an der unteren Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 932B anliegt.
  • Der Basisabschnitt 931A des Abstandhalters 930A ist mit dem Emitter in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20A verbunden, während der Basisabschnitt 931B des Abstandhalters 930B mit der Anode in der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 20B verbunden ist.
  • Die Elektrode 40 ist an die oberen Oberflächen der Abstandhalter 930A, 930B gebondet.
  • Das Vergussharz 950 versiegelt die Elektrode 10, die Halbleiterelemente 20A, 20B, die Abstandhalter 930A, 930B und die Elektrode 40. Das Vergussharz 950 kann auf die gleiche Weise gebildet werden wie das Vergussharz 150 der ersten Ausführungsform.
  • Wie in 24A dargestellt ist, ist das Vergussharz 950 zwischen den vorstehenden Abschnitten 932A und 932B und der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B ausgebildet. Außerdem ist das Vergussharz 950 auch auf der Oberseite des vorstehenden Abschnitts 932A ausgebildet.
  • Wie in 23A dargestellt ist, ist in der Halbleitervorrichtung 900 der oben beschriebenen achten Ausführungsform eine Tiefe D9 des Vergussharzes 950 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B wegen der vorstehenden Abschnitte 932A, 932B der Abstandhalter 930A, 930B verringert, wie bei der Halbleitervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform (siehe 5).
  • Demgemäß ist das Maß der Kontraktion des Vergussharzes 950 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit ist die mechanische Spannung, die an das Vergussharz 950 angelegt wird, verringert.
  • Anders ausgedrückt wird die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 950 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert als die mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes 950 in einer Region erzeugt wird, die nicht zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B liegt.
  • Infolgedessen kann der Ablösung des Vergussharzes 950 von der Elektrode 10 in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B entgegengewirkt werden. Da der Ablösung des Vergussharzes 950 entgegengewirkt wird, können außerdem die vorteilhaften Verbindungszustände zwischen der Elektrode 10 und den Halbleiterelementen 20A, 20B aufrechterhalten werden.
  • Infolgedessen kann gemäß der achten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 900 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 950 entgegengewirkt wird.
  • Außerdem kann gemäß der achten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 900 geschaffen werden, bei der der Ablösung des Vergussharzes 950 nicht nur im Stadium des Wärmehärtens des Vergussharzes 950, sondern auch in einem Stadium der wiederholten Verwendung der Halbleitervorrichtung 900 entgegengewirkt werden kann, wo deren Erwärmung und Abkühlung durch die Wärmeerzeugung des Halbleiterelements 20A und des Halbleiterelements 20B wiederholt wird.
  • Ferner sind gemäß der Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform die Abstandhalter 930A, 930B wegen der vorstehenden Abschnitte 932A, 932B größer als die Abstandhalter 30A, 30B der Halbleitervorrichtung 1 im Vergleichsbeispiel. Daher sind die Wärmekapazitäten der Abstandhalters 930A, 930B erhöht, die Wärme, die von den Halbleiterelementen 20A, 20B erzeugt wird, wird vorübergehend absorbiert, und somit kann die Kühlleistung der Halbleiterelemente 20A, 20B verbessert werden.
  • Insbesondere wird in einem Fall, wo die Halbleitervorrichtung 900 in dem Hybridfahrzeug installiert ist, der Wechselrichter 99 jedes Mal, wenn der Elektromotor 10 angesteuert oder regeneriert wird, der hohen Temperatur ausgesetzt. Unter solchen Umständen ist es äußerst günstig, die Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform zu verwenden, deren Abkühlverhalten verbessert worden ist.
  • Darüber hinaus weisen in der Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform die Abstandhalter 930A, 930B jeweils die vorstehenden Abschnitte 932A, 932B auf, und daher ist der Verbindungsweg zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B kürzer als in der Halbleitervorrichtung 1 des Vergleichsbeispiels.
  • Demgemäß sind ein Widerstandswert der Widerstandskomponente und die parasitische Induktivität zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B verringert, und somit sind der Wärmewert und die Stoßspannung, die zusammen mit der Schaltbetätigung erzeugt wird, verringert.
  • In der Halbleitervorrichtung 900 der achten Ausführungsform sind der Abstandhalter 930A und der Abstandhalter 930B voneinander getrennt, und daher besteht wie bei der Halbleitervorrichtung 700 der sechsten Ausführungsform keine Notwendigkeit dafür, die Toleranz ±b der Länge C des Verbindungsabschnitts 130C in der X-Achsenrichtung im Abstandhalter 130 der ersten Ausführungsform zu berücksichtigen.
  • Man beachte, dass Dicken der vorstehenden Abschnitte 932A, 932B in den Abstandhaltern 930A, 930B entsprechend dem Abstand zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B, der Art des duroplastischen Harzes, aus dem das Vergussharz 950 besteht, oder dergleichen festgelegt werden können.
  • Wie bis hierher beschrieben wurde, kann gemäß der achten Ausführungsform die Halbleitervorrichtung 900 geschaffen werden, bei welcher den Ermüdungsbrüchen zwischen den Halbleiterelementen 20A, 20B und der Elektrode 10 durch Unterdrücken der Ablösung des Vergussharzes 950 entgegengewirkt wird.
  • Man beachte, dass bis hierher der Modus beschrieben wurde, in dem die Halbleitervorrichtung 900 die beiden Halbleiterelemente 20A, 20B aufweist und in der die vorstehenden Abschnitte 932A, 932B der Abstandhalter 930A, 930B in der Region zwischen dem Halbleiterelement 20A und dem Halbleiterelement 20B vorgesehen sind.
  • Jedoch kann die Halbleitervorrichtung 900 die drei oder mehr Halbleiterelemente aufweisen. In einem solchen Fall kann die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz 950 wirkt, durch Positionieren des eingetieften Abschnitts des Abstandhalters in einer Region zwischen jeweils zwei Halbleiterelementen verringert werden. Somit kann der Ablösung des Vergussharzes 950 von der Elektrode 10 zwischen den Halbleiterelementen entgegengewirkt werden.
  • Außerdem kann der Entspannungsabschnitt zwischen dem vorstehenden Abschnitt 932A und dem vorstehenden Abschnitt 932B dadurch ausgebildet werden, dass man das mechanische Spannungen verringernde Material zwischen dem vorstehenden Abschnitt 932A und dem vorstehenden Abschnitt 932B oder dergleichen aufbringt.
  • Bis hierher wurden die Halbleitervorrichtungen gemäß den dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben; jedoch ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die spezifisch offenbart worden sind, und sie kann auf verschiedene Weise modifiziert und geändert werden, ohne vom Bereich der Ansprüche abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    10
    ELEKTRODE
    20A, 20B
    HALBLEITERELEMENTE
    130
    ABSTANDHALTER
    130A
    ERSTER ABSCHNITT
    130B
    ZWEITER ABSCHNITT
    130C
    VERBINDUNGSABSCHNITT
    40:
    ELEKTRODE
    150
    VERGUSSHARZ
    200
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    230
    ABSTANDHALTER
    230A
    ERSTER ABSCHNITT
    230B
    ZWEITER ABSCHNITT
    230C
    VERBINDUNGSABSCHNITT
    230D
    EINGETIEFTER ABSCHNITT
    330A, 330B
    ABSTANDHALTER
    400
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    440
    ELEKTRODE
    450
    VERGUSSHARZ
    500
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    540
    ELEKTRODE
    550
    VERGUSSHARZ
    560
    ENTSPANNUNGSABSCHNITT
    540A
    EINGETIEFTER ABSCHNITT
    540B
    DÜNNER ABSCHNITT
    500A
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    543
    ELEKTRODE
    561
    ENTSPANNUNGSABSCHNITT
    543A
    EINGETIEFTER ABSCHNITT
    543B
    DÜNNER ABSCHNITT
    500B
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    546
    ELEKTRODE
    549
    VORSTEHENDER ABSCHNITT
    546A
    EINGETIEFTER ABSCHNITT
    562
    ENTSPANNUNGSABSCHNITT
    600
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    640
    ELEKTRODE
    650
    VERGUSSHARZ
    660
    ABZIEHFOLIE
    700
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    730A, 730B
    ABSTANDHALTER
    750
    VERGUSSHARZ
    760
    ENTSPANNUNGSABSCHNITT
    731A, 731B
    BASISABSCHNITT
    732A, 732B
    VORSTEHENDER ABSCHNITT
    800
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    830A, 830B
    ABSTANDHALTER
    850
    VERGUSSHARZ
    860
    ENTSPANNUNGSABSCHNITT
    831A, 831B
    BASISABSCHNITT
    832A, 832B
    VORSTEHENDER ABSCHNITT
    833A, 833B
    EINGETIEFTER ABSCHNITT
    900
    HALBLEITERVORRICHTUNG
    930A, 930B
    ABSTANDHALTER
    931A, 931B
    BASISABSCHNITT
    932A, 932B
    VORSTEHENDER ABSCHNITT
    950
    VERGUSSHARZ

Claims (17)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: eine erste Metallplatte; mehrere Halbleiterelemente, die an der ersten Metallplatte montiert sind; einen Abstandhalter, der mit Oberflächen verbunden ist, die Oberflächen der mehreren Halbleiterelemente gegenüber liegen, mit denen diese an der ersten Metallplatte montiert sind; eine zweite Metallplatte, die mit einer Oberfläche verbunden ist, die einer Oberfläche des Abstandhalters gegenüber liegt, mit der dieser mit den Halbleiterelementen verbunden ist; und ein Vergussharz zum Versiegeln der mehreren Halbleiterelemente zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte, wobei eine mechanische Spannung, die durch eine Kontraktion des Vergussharzes zwischen den mehreren Halbleiterelementen erzeugt wird, in einem größeren Maß verringert wird als eine mechanische Spannung, die durch die Kontraktion des Vergussharzes in einem Teilbereich erzeugt wird, der nicht zwischen den mehreren Halbleiterelementen liegt.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mechanische Spannung eine mechanische Spannung ist, mit der das Vergussharz wegen dessen Kontraktion zwischen dem Vergussharz und der ersten Metallplatte beaufschlagt wird.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter aufweist: einen ersten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen; einen zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem anderen Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen; und einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts, und wobei eine erste Dicke des Vergussharzes zwischen der ersten Metallplatte und dem Verbindungsabschnitt und zwischen den mehreren Halbleiterelementen kleiner ist als seine zweite Dicke zwischen der ersten Metallplatte und der ersten Metallplatte in einem Teilbereich, der nicht zwischen den mehreren Halbleiterelementen liegt, und daher die mechanische Spannung zwischen den mehreren Halbleiterelementen verringert ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Abstandhalters an die zweite Metallplatte gebondet sind.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Abstandhalter einen eingetieften Abschnitt im Verbindungsabschnitt auf der Seite der zweiten Metallplatte aufweist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der eingetiefte Abschnitt mit einem Metall gefüllt ist, das biegsamer ist als der Abstandhalter.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter einen ersten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen und einen zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem anderen Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen aufweist, die zweite Metallplatte einen eingetieften Abschnitt aufweist, der in der Draufsicht entweder auf der Seite der ersten Metallplatte oder auf einer Seite, die der ersten Metallplatte gegenüber liegt, zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet ist, und der eingetiefte Abschnitt der zweiten Metallplatte eine mechanische Spannung zwischen dem eingetieften Abschnitt und dem Vergussharz in einem Teilbereich zwischen den mehreren Halbleiterelementen absorbiert und daher die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz wirkt, zwischen den mehreren Halbleiterelementen verringert ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter einen ersten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen und einen zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem anderen Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen aufweist, in der zweiten Metallplatte ein Entspannungsabschnitt ausgebildet ist, um mechanische Spannungen, die in der Draufsicht an ihrer Grenzfläche mit dem Vergussharz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt auftreten, zu verringern, und die mechanische Spannung vom Entspannungsabschnitt verringert wird und daher die mechanische Spannung, die auf das Vergussharz wirkt, zwischen den mehreren Halbleiterelementen verringert ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zweite Metallplatte einen eingetieften Abschnitt aufweist, der in der Draufsicht auf der Seite der ersten Metallplatte zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet ist, und der Entspannungsabschnitt in dem eingetieften Abschnitt ausgebildet ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei der eingetiefte Abschnitt aus mehreren Rillen oder mehreren Löchern gebildet ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die zweite Metallplatte einen vorstehenden Abschnitt, der in der Draufsicht zur Seite der ersten Metallplatte vorsteht, zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt aufweist, und der eingetiefte Abschnitt im vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter einen ersten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen und einen zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem anderen Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen aufweist, und eine ablösungsinduzierende Folie, die die Ablösung des Vergussharzes begünstigt, in der Draufsicht auf einer Oberfläche auf der Seite der ersten Metallplatte zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter aufweist: einen ersten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen; einen zweiten Abschnitt zwischen der zweiten Metallplatte und einem anderen Halbleiterelement von den mehreren Halbleiterelementen; einen ersten vorstehenden Abschnitt, der vom ersten Abschnitt zur Seite des zweiten Abschnitts vorsteht; und einen zweiten vorstehenden Abschnitt, der vom zweiten Abschnitt zur Seite des zweiten Abschnitts vorsteht.
  14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Entspannungsabschnitt zum Verringern einer mechanischen Spannung zwischen dem ersten vorstehenden Abschnitt und dem Vergussharz und zwischen dem zweiten vorstehenden Abschnitt und dem Vergussharz zwischen dem ersten vorstehenden Abschnitt und dem zweiten vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Abstandhalter einen ersten eingetieften Abschnitt, der in einer Oberfläche auf der Seite der zweiten Metallplatte an einem vorderen Ende des ersten vorstehenden Abschnitts ausgebildet ist, und einen zweiten eingetieften Abschnitt aufweist, der in einer Oberfläche auf der Seite der zweiten Metallplatte an einem vorderen Ende des zweiten vorstehenden Abschnitts ausgebildet ist.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, wobei Positionen des ersten vorstehenden Abschnitts und des zweiten vorstehenden Abschnitts in einer Höhenrichtung des Abstandhalters verschieden sind.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, wobei der erste vorstehende Abschnitt und der zweite vorstehende Abschnitt einen überlappenden Abschnitt aufweisen, der in der Draufsicht überlappt.
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