DE102009049613B4 - Power semiconductor device - Google Patents

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Nobutake Taniguchi
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Abstract

Leistungshalbleitervorrichtung mit: einem Substrat (23), das eine Strahlungsplatte (18) an einer Bodenoberfläche davon enthält; einem Halbleiterelement (24, 26), das an einer oberen Oberfläche des Substrats (23) befestigt ist; einem Harzgehäuse (10), das das Substrat (23) und das Halbleiterelement (24, 26) derart bedeckt, dass die Strahlungsplatte (18), die die Bodenoberfläche des Substrats (23) darstellt, zu der Außenseite offen liegt; einer Elektrode (12, 14) mit einer zylindrischen Elektrode (12), die elektrisch mit dem Halbleiterelement (24, 26) verbunden ist, und einer Stiftelektrode (14), die an einer oberen Oberfläche des Harzgehäuses (10) zu der Außenseite offen liegt, wobei die obere Oberfläche eine entgegen gesetzte Oberfläche zu der Bodenoberfläche des Harzgehäuses (10) ist; und einer Befestigungsplatte (16) mit einem Durchgangsloch (17), an der eine Wärmesenke (52) zu befestigen ist, worin das Durchgangsloch (17) außerhalb des Harzgehäuses (10) angeordnet ist und ein Abschnitt der Befestigungsplatte (16) mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist; worin das Durchgangsloch (17) an einer Position angeordnet ist, an der es von dem Niveau der Bodenoberfläche des Substrats (23) zu dem Niveau der oberen Oberfläche des Substrats (23) hin verschoben ist.A power semiconductor device comprising: a substrate (23) including a radiation plate (18) on a bottom surface thereof; a semiconductor element (24, 26) fixed to an upper surface of the substrate (23); a resin case (10) covering the substrate (23) and the semiconductor element (24, 26) such that the radiation plate (18) constituting the bottom surface of the substrate (23) is exposed to the outside; an electrode (12, 14) having a cylindrical electrode (12) electrically connected to the semiconductor element (24, 26) and a stylus electrode (14) exposed to an outside surface of an upper surface of the resin case (10) wherein the upper surface is an opposite surface to the bottom surface of the resin case (10); and a mounting plate (16) having a through hole (17) to which a heat sink (52) is to be fixed, wherein the through hole (17) is disposed outside the resin case (10) and a portion of the mounting plate (16) is attached to the resin case (16). 10) is covered; wherein the through hole (17) is disposed at a position where it is shifted from the level of the bottom surface of the substrate (23) to the level of the upper surface of the substrate (23).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der ein Halbleiterelement mit einem Harzgehäuse bedeckt ist und eine Strahlungsplatte an einer Bodenoberfläche des Harzgehäuses offen liegt.The present invention relates to a power semiconductor device in which a semiconductor element is covered with a resin case and a radiation plate is exposed to a bottom surface of the resin case.

Ein Halbleiterelement, das einen Teil einer Leistungshalbleitervorrichtung darstellt, ist an einem Schaltungsmuster angebracht und haftet daran. Das Schaltungsmuster ist auf einer Strahlungsplatte über einem thermisch leitenden elektrisch isolierenden Klebstoff angeordnet. Die Strahlungsplatte, der thermisch leitende elektrisch isolierende Klebstoff und das Schaltungsmuster werden gemeinsam ein Metallbasissubstrat genannt. Das Metallbasissubstrat und das Halbleiterelement sind mit dem Harz zum Zwecke des Schützens des Halbleiterelements und des Schaltungsmusters vor z. B. Feuchtigkeit und Fremdkörpern abgedichtet.A semiconductor element, which constitutes a part of a power semiconductor device, is attached to and adhered to a circuit pattern. The circuit pattern is disposed on a radiating plate over a thermally conductive electrically insulating adhesive. The radiation plate, the thermally conductive electrically insulating adhesive, and the circuit pattern are collectively called a metal base substrate. The metal base substrate and the semiconductor element are coated with the resin for the purpose of protecting the semiconductor element and the circuit pattern from z. B. moisture and foreign objects sealed.

Das oben erwähnte Harz wird für die Abdichtung derartig verarbeitet, dass eine Bodenoberfläche der Strahlungsplatte von der Bodenoberfläche des Harzgehäuses offen liegt. Andererseits ist es wünschenswert, dass eine Elektrode, die mit dem Halbleiterelement in dem Harzgehäuse verbunden ist, sich von einer oberen Oberfläche des Harzgehäuses zu der Außenseite des Harzgehäuses zum Sicherstellen eines Isolationsabstands zu der Strahlungsplatte erstreckt. Die obere Oberfläche des Harzgehäuses ist die Oberfläche entgegengesetzt zu der Bodenoberfläche des Harzgehäuses.The above-mentioned resin is processed for sealing such that a bottom surface of the radiation plate is exposed from the bottom surface of the resin case. On the other hand, it is desirable that an electrode connected to the semiconductor element in the resin case extends from an upper surface of the resin case to the outside of the resin case for securing an insulation distance to the radiation plate. The upper surface of the resin case is the surface opposite to the bottom surface of the resin case.

Eine Wärmesenke ist an der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte angebracht. Wärme in der Leistungshalbleitervorrichtung, die mit dem Harzgehäuse abgedichtet ist, erreicht die Wärmesenke durch die Strahlungsplatte, so dass sie zu der Außenseite abgestrahlt wird. Strukturen, die eine Strahlungsplatte enthalten, die von der Bodenoberfläche des Harzgehäuses freiliegt, als auch die Wärmesenke, die an der Strahlungsplatte angebracht ist, sind z. B. in der JP 2004-87552 A und in der JP 2007-184315 A offenbart.A heat sink is attached to the bottom surface of the radiant panel. Heat in the power semiconductor device sealed with the resin case reaches the heat sink through the radiation plate to be radiated to the outside. Structures containing a radiation plate exposed from the bottom surface of the resin case as well as the heat sink attached to the radiation plate are e.g. B. in the JP 2004-87552 A and in the JP 2007-184315 A disclosed.

Bei der Leistungshalbleitervorrichtung der JP 2004-87552 A erstreckt sich eine Elektrode von einer Seitenoberfläche des Harzgehäuses zu der Außenseite. Eine Blattfeder ist auf der oberen Oberfläche des Harzgehäuses so eingebaut, dass die Strahlungsplatte auf der Bodenoberfläche des Harzgehäuses die Wärmesenke berührt. Andererseits haftet bei der JP 2007-184315 A ein Gießharz an einem Graben, der in einer Metallbasis (Kupferbasis) gebildet ist, so dass die Wärmestrahlung weiterhin durch eine Strahlungsrippe realisiert wird, die mit der Metallbasis verbunden ist.In the power semiconductor device of JP 2004-87552 A An electrode extends from a side surface of the resin case to the outside. A leaf spring is installed on the upper surface of the resin case so that the radiation plate on the bottom surface of the resin case contacts the heat sink. On the other hand sticks in the JP 2007-184315 A a cast resin on a trench formed in a metal base (copper base) so that the heat radiation is further realized by a radiation fin connected to the metal base.

Wie oben erwähnt wurde, ist es wünschenswert sicherzustellen, dass die Elektrode durch einen Isolationsabstand von der Strahlungsplatte getrennt ist. Wenn jedoch die Elektrode, die mit dem Halbleiterelement in dem Harzgehäuse verbunden ist, sich von der oberen Oberfläche des Harzgehäuses erstreckt, tritt ein Problem auf, dass eine Blattfeder, wie sie in der JP 2004-87552 A beschrieben ist, nicht auf der oberen Oberfläche des Harzgehäuses eingebaut werden kann.As mentioned above, it is desirable to ensure that the electrode is separated from the radiation plate by an isolation distance. However, when the electrode connected to the semiconductor element in the resin case extends from the upper surface of the resin case, there arises a problem that a leaf spring as shown in FIG JP 2004-87552 A described, can not be installed on the upper surface of the resin case.

Folglich ist es gemäß der JP 2004-87552 A notwendig, ein Durchgangsloch in dem Harzgehäuse und in dem Metallbasissubstrat vorzusehen, so dass die Strahlungsplatte in Kontakt mit der Wärmesenke ist. In diesem Fall tritt ein Problem auf, da ein Raum für das Durchgangsloch benötigt wird, dass die Vorrichtung nicht verkleinert werden kann.Consequently, it is according to the JP 2004-87552 A necessary to provide a through hole in the resin case and in the metal base substrate so that the radiation plate is in contact with the heat sink. In this case, since a space for the through hole is needed, a problem arises that the device can not be downsized.

Auch wenn das Durchgangsloch in dem Harzgehäuse zur Befestigung durch eine Schraube gebildet ist, nimmt die Befestigungskraft aufgrund der Schraube durch Kriechverformung des Harzes ab. Dieses resultiert in einem Problem, dass eine ausreichende Wärmestrahlung nicht aufrechterhalten wird.Even if the through hole is formed in the resin case for attachment by a screw, the fastening force due to the screw decreases due to creep deformation of the resin. This results in a problem that sufficient heat radiation is not maintained.

Auch wenn das Gießharz an der Metallbasis (Kupferbasis) zuvor auf die in der JP 2007-184315 A beschriebene Weise anhaftet, ist es notwendig, die Metallbasis weit zu den Rändern des Moduls auszudehnen.Even if the casting resin on the metal base (copper base) previously on the in the JP 2007-184315 A Adhere to the described manner, it is necessary to expand the metal base far to the edges of the module.

Folglich gibt es ein Problem, dass das Gewicht der Leistungshalbleitervorrichtung groß wird. Ebenfalls gibt es ein Problem, dass die Leistungshalbleitervorrichtung nicht auf allgemeine Zwecke anwendbar ist, wenn der Abschnitt entsprechend zu der Wärmesenke, der in der JP 2007-184315 A offenbart ist, mit dem Harzgehäuse vereint wird.Consequently, there is a problem that the weight of the power semiconductor device becomes large. Also, there is a problem that the power semiconductor device is not applicable to general purpose when the portion corresponding to the heat sink shown in FIG JP 2007-184315 A is disclosed, is united with the resin case.

Die DE 10 2004 043 019 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul mit einer Wärmeableitkontaktfläche zur wärmeleitenden Verbindung mit einem Kühlelement, wobei ein Anpresselement vorhanden ist, das in einem Ankerbereich in einem Spritzgussgehäuse des Leistungshalbleiterelements verankert ist und das im montierten Zustand die Wärmeableitkontaktfläche an das Kühlelement presst. Gemäß 1 jener Druckschrift ist eine Bohrung des Anpresselements oberhalb des Niveaus der Bodenfläche des Substrats vorhanden. Weitere Halbleitermodule mit Befestigungsplatten zum Befestigen einer Rückseite eines Substrats an einer Wärmesenke sind in der US 7 417 198 B2 sowie der US 5 458 716 A beschrieben.The DE 10 2004 043 019 A1 discloses a power semiconductor module having a Wärmeableitkontaktfläche for heat-conducting connection with a cooling element, wherein a pressing element is present, which is anchored in an anchor region in an injection molded housing of the power semiconductor element and which presses the heat dissipation contact surface to the cooling element in the assembled state. According to 1 In that document, there is a bore of the pressing member above the level of the bottom surface of the substrate. Other semiconductor modules with mounting plates for attaching a back side of a substrate to a heat sink are disclosed in US Pat US Pat. No. 7,417,198 B2 as well as the US 5,458,716 A described.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die oben beschriebenen Probleme der Leistungshalbleitervorrichtung mit einer Elektrode, die sich zu der Außenseite des Harzgehäuses erstreckt, zu lösen, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungshalbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit und guter Wärmeabstrahlungseigenschaft auf eine einfache Weise vorzusehen.The present invention is directed to overcoming the above-described problems of the power semiconductor device with an electrode extending to the outside of the resin case solve, and it is therefore an object of the present invention to provide a power semiconductor device with high reliability and good heat radiation property in a simple manner.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1.This object is achieved by a power semiconductor device according to claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Leistungshalbleitervorrichtung enthält ein Substrat, das eine Strahlungsplatte auf einer Bodenoberfläche davon enthält. Ein Halbleiterelement ist an einer oberen Oberfläche des Substrats befestigt. Ein Harzgehäuse bedeckt das Substrat und das Halbleiterelement derart, dass die Strahlungsplatte, die die Bodenoberfläche des Substrats zusammensetzt, zu der Außenseite offen liegt. Eine Befestigungsplatte weist ein Durchgangsloch auf, das mit einer Wärmesenke zu befestigen ist. Das Durchgangsloch ist außerhalb des Harzgehäuses angeordnet. Ein Abschnitt der Befestigungsplatte ist mit dem Harzgehäuse bedeckt. Das Durchgangsloch ist an einer Position angeordnet, an der es von dem Bodenoberflächeniveau des Substrats zu dem oberen Oberflächenniveau des Substrats verschoben ist. Ferner ist eine Elektrode vorgesehen, die eine zylindrische Elektrode, die elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist und eine Stiftelektrode, die an einer oberen Oberfläche des Harzgehäuses frei liegt, aufweist.The power semiconductor device includes a substrate including a radiation plate on a bottom surface thereof. A semiconductor element is attached to an upper surface of the substrate. A resin case covers the substrate and the semiconductor element such that the radiation plate composing the bottom surface of the substrate is exposed to the outside. A mounting plate has a through hole to be secured with a heat sink. The through hole is disposed outside the resin case. A portion of the mounting plate is covered with the resin case. The through hole is disposed at a position where it is shifted from the bottom surface level of the substrate to the upper surface level of the substrate. Further, an electrode is provided which has a cylindrical electrode electrically connected to the semiconductor element and a pin electrode exposed on an upper surface of the resin case.

Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Other and further objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the drawings. From the figures show:

1 eine perspektivische äußere Ansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 an external perspective view of a power semiconductor device according to a first embodiment;

2 eine innere Struktur der Leistungshalbleitervorrichtung; 2 an internal structure of the power semiconductor device;

3 einen Querschnitt von 1, wie er in der Richtung der Pfeile I gesehen wird; 3 a cross section of 1 as seen in the direction of the arrows I;

4 eine Erläuterung eines Spritzpressprozess; 4 an explanation of a transfer molding process;

5 eine Erläuterung des Einbauens der Leistungshalbleitervorrichtung an der Wärmesenke; 5 an explanation of the installation of the power semiconductor device to the heat sink;

6 eine Erläuterung, dass ein Abschnitt der Befestigungsplatte sich nach rechts über das Metallbasissubstrat erstreckt; 6 an explanation that a portion of the attachment plate extends to the right over the metal base substrate;

7 eine Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, bei der die Befestigungsplatte auf dem Metallbasissubstrat über dem Klebstoff befestigt ist; 7 a power semiconductor device according to the second embodiment, wherein the mounting plate is mounted on the metal base substrate over the adhesive;

8 ein Flussdiagramm des Herstellungsprozesses für die Leistungshalbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform; 8th a flowchart of the manufacturing process for the power semiconductor device of the second embodiment;

9 die Leistungshalbleitervorrichtung mit dem Durchgangsloch, das auf dem Teil der Befestigungsplatte gebildet ist; 9 the power semiconductor device having the through hole formed on the part of the mounting plate;

10 die Leistungshalbleitervorrichtung, bei der sich beide Enden der Befestigungsplatte von dem Harzgehäuse zu der Außenseite erstrecken; 10 the power semiconductor device in which both ends of the attachment plate extend from the resin case to the outside;

11 eine Querschnittsansicht von 10, wie sie in der Richtung der Pfeile II gesehen wird; 11 a cross-sectional view of 10 as seen in the direction of arrows II;

12 die Befestigungsplatte mit dem konvexen Abschnitt; 12 the mounting plate with the convex portion;

13 eine Erläuterung des Anbringens der Leistungshalbleitervorrichtung an der Wärmesenke; und 13 an explanation of the mounting of the power semiconductor device to the heat sink; and

14 den konvexen Abschnitt mit einer Neigung. 14 the convex portion with a slope.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun, unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben. Gleiche Materialien und Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und brauchen daher nicht redundant beschrieben zu werden. Dieses gilt auch für andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG 1 to 6 described. The same materials and elements are denoted by the same reference numerals and therefore need not be redundantly described. This also applies to other embodiments of the present invention.

1 ist eine perspektivische externe Ansicht einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Wie aus 1 zu sehen ist, ist gemäß der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ein Teil einer zylindrischen Elektrode 12 von einem Harzgehäuse 10 offen gelegt, und eine Stiftelektrode 14 ist in die zylindrische Elektrode 12 eingeführt und erstreckt sich ebenfalls zu der Außenseite des Harzgehäuses 10. 1 FIG. 16 is an external perspective view of a power semiconductor device according to the first embodiment. FIG. How out 1 4 is a part of a cylindrical electrode according to the power semiconductor device of the present embodiment 12 from a resin case 10 disclosed, and a pin electrode 14 is in the cylindrical electrode 12 introduced and also extends to the outside of the resin case 10 ,

Das Harzgehäuse 10 schützt eine innere Struktur, die in 2 gezeigt ist, vor Wasser und Fremdkörpern. Das Harzgehäuse ist aus Epoxydharz hergestellt, aber nicht darauf begrenzt. Bei dieser Ausführungsform sind Länge, Breite und Dicke des Harzgehäuses 10 zu 56 mm, 45 mm bzw. 8 mm angenommen. Die Stiftelektrode 14 hat einen Querschnitt von 0,64 mm im Quadrat. Die Größen des Harzgehäuses 10 und der Stiftelektrode 14 sind jedoch nicht darauf begrenzt.The resin case 10 protects an inner structure that is in 2 is shown, from water and foreign bodies. The resin case is made of epoxy resin, but not limited thereto. In this embodiment, the length, width and thickness of the resin case 10 to 56 mm, 45 mm and 8 mm, respectively. The pin electrode 14 has a cross section of 0.64 mm square. The sizes of the resin housing 10 and the pin electrode 14 but are not limited to this.

Eine Befestigungsplatte 16 liegt von der Seitenoberfläche des Harzgehäuses 10 zu der Außenseite des Harzgehäuses 10 offen. Die Befestigungsplatte 16 wird an eine Wärmesenke geschraubt, wie später beschrieben wird, daher weist sie ein Durchgangsloch 17 zum Anziehen einer Schraube auf. In dieser Ausführungsform ist die Befestigungsplatte 16 von einer Dicke von 0,6 mm und ist aus nicht rostendem Stahl SUS301 hergestellt. A mounting plate 16 lies from the side surface of the resin case 10 to the outside of the resin case 10 open. The mounting plate 16 is screwed to a heat sink, as will be described later, therefore, it has a through hole 17 for tightening a screw. In this embodiment, the mounting plate 16 of a thickness of 0.6 mm and is made of stainless steel SUS301.

Es wird eine innere Struktur des Harzgehäuses 10, unter Bezugnahme auf 2, beschrieben. Eine Strahlungsplatte 18, deren Dicke ungefähr 2 mm beträgt und die aus einem Metall hergestellt ist, das Kupfer als Hauptbestandteil aufweist, weist eine Bodenoberfläche auf, die von dem Harzgehäuse 10 offen liegt. Ein Schaltungsmuster 22 ist an die Strahlungsplatte 18 durch einen thermisch leitenden isolierenden Klebstoff 20 von ungefähr 0,2 mm in Dicke angeheftet. Der thermisch leitende isolierende Klebstoff 20 ist aus Epoxydharz hergestellt, das mit einem Material mit einer hohen isolierenden Eigenschaft und einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie Aluminiumoxid gemischt ist.It becomes an internal structure of the resin case 10 , with reference to 2 , described. A radiation plate 18 whose thickness is about 2 mm and which is made of a metal having copper as a main component has a bottom surface, that of the resin case 10 is open. A circuit pattern 22 is to the radiation plate 18 by a thermally conductive insulating adhesive 20 of about 0.2 mm in thickness. The thermally conductive insulating adhesive 20 is made of epoxy resin mixed with a material having a high insulating property and a high thermal conductivity such as alumina.

Das Leitungsmuster 22 ist aus einem Metall mit Kupfer als seinem Hauptbestandteil hergestellt, und seine Dicke beträgt ungefähr 0,3 mm. Hier werden die Strahlungsplatte 18, der thermisch leitende, elektrisch isolierende Klebstoff 20 und das Schaltungsmuster 22 gemeinsam als ein Metallbasissubstrat 23 im Folgenden genannt.The line pattern 22 is made of a metal with copper as its main component, and its thickness is about 0.3 mm. Here are the radiation plate 18 , the thermally conductive, electrically insulating adhesive 20 and the circuit pattern 22 together as a metal base substrate 23 in the following referred to as.

Die Länge und die Breite der externen Form des Metallbasissubstrats 23 wird zu 45 mm bzw. 40 mm angenommen. Das Schaltungsmuster 22 ist durch Ätzen einer Metallfolie gebildet, die an der Strahlungsplatte 18 über den thermisch leitenden isolierenden Klebstoff 20 anhaftet, so dass ein Schaltungsmuster gebildet wird. Daher haftet der thermisch leitende isolierende Klebstoff 20 im Wesentlichen an der gesamten Fläche der Strahlungsplatte 18 an.The length and width of the external form of the metal base substrate 23 is assumed to be 45 mm or 40 mm. The circuit pattern 22 is formed by etching a metal foil attached to the radiation plate 18 over the thermally conductive insulating adhesive 20 adhered so that a circuit pattern is formed. Therefore, the thermally conductive insulating adhesive adheres 20 essentially on the entire surface of the radiation plate 18 at.

Ein IGBT 24 und ein FWDi 26 (Freilaufdiode) haften an der Oberfläche des Schaltungsmusters 22 des zuvor erwähnten Metallbasissubstrats 23. Der IGBT 24 weist eine Gateelektrode und eine Emitterelektrode auf der oberen Oberfläche und eine Kollektorelektrode auf der Bodenoberfläche auf. Die FWDi 26 weist eine Anodenelektrode auf der oberen Oberfläche und eine Kathodenelektrode auf der Bodenoberfläche auf. Der IGBT 24 und die FWDi 26 haften an dem Schaltungsmuster 22 an der Bodenoberfläche davon. Zum Zwecke des Verbindens des IGBT 24 und der FWDi 26 (hier im Folgenden gemeinsam ein Halbleiterelement genannt) mit der Außenseite der Leistungshalbleitervorrichtung ist die zylindrische Elektrode 12 hauptsächlich aus Kupfer hergestellt und an dem Schaltungsmuster 22 gelötet.An IGBT 24 and a FWDi 26 (Freewheeling diode) adhere to the surface of the circuit pattern 22 of the aforementioned metal base substrate 23 , The IGBT 24 has a gate electrode and an emitter electrode on the top surface and a collector electrode on the bottom surface. The FWDi 26 has an anode electrode on the top surface and a cathode electrode on the bottom surface. The IGBT 24 and the FWDi 26 stick to the circuit pattern 22 at the bottom surface of it. For the purpose of joining the IGBT 24 and the FWDi 26 (hereinafter referred to collectively as a semiconductor element) with the outside of the power semiconductor device is the cylindrical electrode 12 mainly made of copper and on the circuit pattern 22 soldered.

3 ist eine Querschnittsansicht von 1, wie sie in der Richtung der Pfeile I gesehen wird. Wie aus 3 offensichtlich ist, liegt die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 von Bodenoberfläche des Harzgehäuses 10 offen, und die zylindrische Elektrode 12 und die Stiftelektrode 14 liegen von der oberen Oberfläche des Harzgehäuses 10 offen. Die Befestigungsplatte 16 erstreckt sich von der Seitenoberfläche des Harzgehäuses 10 zu der Außenseite. Ein Teil der Befestigungsplatte 16 mit dem Durchgangsloch 17 ist oberhalb des Niveaus der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 um einen Abstand „A” angeordnet, wie in 3 gezeigt ist. 3 is a cross-sectional view of 1 as seen in the direction of arrows I. How out 3 Obviously, the bottom surface of the radiation plate lies 18 from the bottom surface of the resin case 10 open, and the cylindrical electrode 12 and the pin electrode 14 lie from the upper surface of the resin case 10 open. The mounting plate 16 extends from the side surface of the resin case 10 to the outside. Part of the mounting plate 16 with the through hole 17 is above the level of the bottom surface of the radiant panel 18 arranged by a distance "A", as in 3 is shown.

Mit anderen Worten, das Durchgangsloch 17 ist an einer Position angeordnet, an der es von dem Niveau der Bodenoberfläche des Metallbasissubstrats 23 zu dem Niveau der oberen Oberfläche des Harzgehäuses 10 verschoben ist. Wenn keine externe Kraft auf die Befestigungsplatte 16 ausgeübt wird, ist somit das Durchgangsloch 17 oberhalb des Niveaus der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 angeordnet.In other words, the through hole 17 is disposed at a position where it depends on the level of the bottom surface of the metal base substrate 23 to the level of the upper surface of the resin case 10 is moved. If no external force on the mounting plate 16 is exercised, is thus the through hole 17 above the level of the bottom surface of the radiation plate 18 arranged.

Der Prozess zum Abdichten der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform mit Harz wird nun, unter Bezugnahme auf 4, beschrieben. Nachdem die in 2 gezeigte Struktur (hier im Folgenden wird diese Struktur, die mit dem Harz abzudichten ist, eine Halbleitervorrichtungsanordnung genannt) zusammengesetzt ist, wird die Halbleitervorrichtungsanordnung derart vorgesehen, dass die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 in Kontakt mit der inneren Oberfläche einer unteren Gießform 44 kommt.The process for sealing the power semiconductor device of the present embodiment with resin will now be described with reference to FIG 4 , described. After the in 2 1 (hereinafter, this structure to be sealed with the resin is called a semiconductor device device), the semiconductor device device is provided such that the bottom surface of the radiation plate 18 in contact with the inner surface of a lower mold 44 comes.

Weiter wird die Befestigungsplatte 16 auf einer Oberfläche der unteren Gießform 44, die einer oberen Gießform zugewandt ist, angeordnet. Es soll angemerkt werden, dass die Befestigungsplatte 16 eine flache Platte ist und in diesem Zustand nicht gebogen ist.Next is the mounting plate 16 on a surface of the lower mold 44 arranged facing an upper mold. It should be noted that the mounting plate 16 is a flat plate and is not bent in this state.

Darauf folgend wird eine obere Gießform 42 und die untere Gießform 44 in einem Zustand zusammengeklemmt, in dem das obere Ende der zylindrischen Elektrode 12 in Kontakt mit der inneren Wand der oberen Gießform 42 steht, und die Befestigungsplatte 16 ist in engem Kontakt mit der oberen Gießform 42, so dass eine Lücke daran gehindert wird zu bleiben. Der Zweck des Kontaktierens des oberen Endes der zylindrischen Elektrode 12 mit der oberen Gießform 42 ist zu verhindern, dass Epoxydharz in die Innenseite der zylindrischen Elektrode 12 eintritt.Subsequently, an upper mold 42 and the lower mold 44 clamped together in a state in which the upper end of the cylindrical electrode 12 in contact with the inner wall of the upper mold 42 stands, and the mounting plate 16 is in close contact with the upper mold 42 so that a gap is prevented from staying. The purpose of contacting the upper end of the cylindrical electrode 12 with the upper mold 42 is to prevent epoxy resin from entering the inside of the cylindrical electrode 12 entry.

Dann wird Epoxydharz in einen Hohlraum injiziert, der in den Gießformen gebildet ist, so dass es gehärtet wird, durch eine bekannte Pressgießtechnik. Danach wird die Halbleitervorrichtungsanordnung, die mit dem Harz abgedichtet ist, bei 180°C während acht Stunden wärmebehandelt, nachdem sie von dem Hohlraum entnommen worden ist.Then, epoxy resin is injected into a cavity formed in the molds so as to be hardened by a known die-casting technique. Thereafter, the semiconductor device array sealed with the resin becomes 180 ° C heat treated for eight hours after being removed from the cavity.

Danach wird die Befestigungsplatte 16 derart gebogen, dass der Abschnitt mit dem Durchgangsloch 17 sich praktisch parallel zu der Strahlungsplatte 18 erstreckt und oberhalb des Niveaus der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 angeordnet ist. Ebenfalls wird die Stiftelektrode 14 an der zylindrischen Elektrode 12 durch Presspassen oder Klebebonden angebracht. Hier wird die zuvor erwähnte Biegetätigkeit der Befestigungsplatte 16 derart ausgeführt, dass die Befestigungsplatte 16 sich elastisch verformen kann, wenn die Abwärtskraft, nämlich die Kraft mit der Richtung von der oberen Oberfläche des Harzgehäuses zu der Bodenoberfläche des Harzgehäuses an die Befestigungsplatte 16 angelegt wird.Thereafter, the mounting plate 16 bent so that the section with the through hole 17 practically parallel to the radiation plate 18 extends and above the level of the bottom surface of the radiation plate 18 is arranged. Also, the pin electrode 14 at the cylindrical electrode 12 attached by press-fitting or adhesive bonding. Here is the aforementioned bending action of the mounting plate 16 executed such that the mounting plate 16 can deform elastically when the downward force, namely, the force with the direction from the upper surface of the resin case to the bottom surface of the resin case to the mounting plate 16 is created.

5 erläutert einen Einbau der oben erläuterten Leistungshalbleitervorrichtung an der Wärmesenke. Silikonfett/-schmiere 50 mit einer hohen Wärmestrahlungsleistung wird auf die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 aufgebracht. Die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 steht in Kontakt mit der Wärmesenke 52 über das Silikonfett 50. Der Kontakt zwischen der Strahlungsplatte 18 und der Wärmesenke 52 über das Silikonfett 50 wird durch die Befestigungsplatte 16 implementiert, die an die Wärmesenke 52 geschraubt wird. 5 FIG. 4 illustrates an installation of the above-explained power semiconductor device on the heat sink. Silicone grease / -schmiere 50 with a high heat radiation power is applied to the bottom surface of the radiant panel 18 applied. The bottom surface of the radiation plate 18 is in contact with the heat sink 52 over the silicone grease 50 , The contact between the radiation plate 18 and the heat sink 52 over the silicone grease 50 is through the mounting plate 16 implemented, attached to the heat sink 52 is screwed.

Hier ist die Oberfläche der Wärmesenke 52, die die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 kontaktiert, flach. Wenn keine Abwärtskraft auf die Befestigungsplatte 16 ausgeübt wird, ist die Befestigungsplatte 16 oberhalb des Niveaus der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 angeordnet. Daher wird die Befestigungsplatte 16 elastisch durch die Abwärtskraft verformt, die durch die Schraube erzeugt wird, die an der Wärmesenke 52 befestigt wird.Here is the surface of the heat sink 52 covering the bottom surface of the radiant panel 18 contacted, flat. If no downward force on the mounting plate 16 is exercised, is the mounting plate 16 above the level of the bottom surface of the radiation plate 18 arranged. Therefore, the mounting plate 16 elastically deformed by the downward force generated by the screw attached to the heat sink 52 is attached.

Die Strahlungsplatte 18 in dem Harzgehäuse 10 wird zu der Wärmesenke 52 aufgrund der elastischen Rückstellungskraft gepresst, die durch die Verformung der Befestigungsplatte 16 verursacht wird. Als Resultat wird eine ausreichende Anhaftung zwischen der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 und der Wärmesenke 52 sichergestellt. Somit kann die Wärmestrahlung der Leistungshalbleitervorrichtung verstärkt werden. Die Strahlungsplatte 18 wird nämlich als Ganzes zu der Wärmesenke 52 durch das Harzgehäuse 10 mit einer hohen Steifheit mit einem Elastizitätskoeffizienten von ungefähr 10 GPa gepresst. Somit wird Druck auf die gesamte Fläche der Strahlungsplatte 18 ausgeübt, selbst in einer Situation, in der die Befestigungsplatte 16 nur einen Teil des Harzgehäuses 10 zu der Wärmesenke 52 presst, wodurch die Wärmestrahlungseigenschaft verbessert wird.The radiation plate 18 in the resin case 10 becomes the heat sink 52 pressed due to the elastic restoring force caused by the deformation of the mounting plate 16 is caused. As a result, sufficient adhesion between the bottom surface of the radiation plate becomes 18 and the heat sink 52 ensured. Thus, the heat radiation of the power semiconductor device can be enhanced. The radiation plate 18 becomes the heat sink as a whole 52 through the resin case 10 pressed with a high stiffness with a coefficient of elasticity of about 10 GPa. Thus, pressure is applied to the entire surface of the radiant panel 18 exercised, even in a situation where the mounting plate 16 only a part of the resin housing 10 to the heat sink 52 presses, whereby the heat radiation property is improved.

Gemäß der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform haftet die Strahlungsplatte eng an der Wärmesenke durch die Befestigungsplatte, die sich von der Seitenoberfläche des Harzgehäuses zu der Außenseite erstreckt. Daher kann das Problem, dass sich die Elektrode nicht von der oberen Oberfläche des Harzgehäuses erstrecken kann, gelöst werden. Da es weiterhin nicht notwendig ist, ein Durchgangsloch in dem Harzgehäuse und in dem Metallbasissubstrat zu bilden, kann die Vorrichtung verkleinert werden.According to the power semiconductor device of the present embodiment, the radiation plate adheres tightly to the heat sink through the attachment plate extending from the side surface of the resin case to the outside. Therefore, the problem that the electrode can not extend from the upper surface of the resin case can be solved. Further, since it is not necessary to form a through hole in the resin case and in the metal base substrate, the device can be downsized.

In einem Fall, in dem ein Durchgangsloch in dem Harzgehäuse und in dem Metallbasissubstrat gebildet wird, wie in der JP 2004-87552 A gezeigt ist, benötigt die Ausrichtung zum Einführen einer Schraube in das Durchgangsloch eine komplizierte Behandlung. Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch kann die Leistungshalbleitervorrichtung zusammengesetzt werden, ohne dass solche Komplexität auftritt.In a case where a through hole is formed in the resin case and in the metal base substrate, as in FIG JP 2004-87552 A As shown, the alignment for inserting a screw into the through hole requires a complicated treatment. However, according to the present invention, the power semiconductor device can be assembled without such complexity occurring.

Wenn ein Durchgangsloch in dem Harzgehäuse zum Befestigen der Wärmesenke gebildet ist, wie in der JP 2004-87552 A gezeigt ist, kann weiter eine Abnahme der Befestigungskraft der Schraube auftreten aufgrund der Kriechverformung des Harzes, was in einem Problem resultiert, dass die Befestigung der Wärmesenke unzureichend wird.When a through hole is formed in the resin case for fixing the heat sink, as in FIG JP 2004-87552 A Further, a decrease in the fastening force of the bolt may occur due to creep deformation of the resin, resulting in a problem that attachment of the heat sink becomes insufficient.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch kann, selbst wenn die Kriechverformung des Harzes auftritt, eine ausreichende Befestigung zur Wärmestrahlung solange aufrecht erhalten werden, wie sich die Befestigungsplatte ausreichend verformt zum Erzielen des engen Anhaftens zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke. Somit kann die Zuverlässigkeit eines gelöteten Abschnitts der Leistungshalbleitervorrichtung, die mit dem Harz abgedichtet ist, das z. B. durch eine Pressgießtechnik gebildet ist, verstärkt werden, und die Zuverlässigkeit des Kontakts zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke kann ebenfalls verstärkt werden.However, according to the present embodiment, even if the creep deformation of the resin occurs, sufficient attachment for heat radiation can be maintained as long as the attachment plate deforms sufficiently to achieve close adhesion between the radiation plate and the heat sink. Thus, the reliability of a soldered portion of the power semiconductor device sealed with the resin, e.g. B. formed by a compression molding technique, are reinforced, and the reliability of the contact between the radiation plate and the heat sink can also be increased.

Da weiter die Befestigungsplatte und die Wärmesenke mit der Schraube befestigt werden, gibt es keine Notwendigkeit, die Metallbasis zu vergrößern, wie in der JP 2007-184315 A gezeigt ist. Als Resultat kann eine weitere Verkleinerung und Gewichtsersparnis der Leistungshalbleitervorrichtung realisiert werden. Da es ähnlich keine Notwendigkeit gibt, das Harzgehäuse und das Teil einstückig zu bilden, das der Wärmesenke entspricht, kann das Herstellungsverfahren für eine Leistungshalbleitervorrichtung eines Allgemeinzwecks verwendet werden.Further, since the fixing plate and the heat sink are fixed with the screw, there is no need to enlarge the metal base, as in the JP 2007-184315 A is shown. As a result, further downsizing and weight saving of the power semiconductor device can be realized. Similarly, since there is no need to integrally form the resin case and the part corresponding to the heat sink, the manufacturing method of a power semiconductor device of a general purpose can be used.

Ebenfalls kann eine Befestigungsplatte der vorliegenden Ausführungsform zu einem Aufbau hinzugefügt werden, wie er in der JP 2004-87552 A beschrieben ist. D. h., ein Aufbau, bei der sich eine Elektrode von der Seitenoberfläche eines Harzgehäuses über einen Leiterrahmen erstreckt. Es ist jedoch notwendig, den Isolationsabstand zwischen der Befestigungsplatte und der Elektrode aufrechtzuerhalten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Elektrode, d. h. die zylindrische Elektrode weit von der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte entfernt, da sie sich von der oberen Oberfläche des Harzgehäuses erstreckt, wobei sie nicht nur von der Strahlungsplatte, sondern auch von der Befestigungsplatte isoliert ist.Also, a mounting plate of the present embodiment may be added to a structure as shown in FIG JP 2004-87552 A is described. That is, a structure in which an electrode from the side surface of a Resin casing extends over a lead frame. However, it is necessary to maintain the insulation distance between the mounting plate and the electrode. According to the present embodiment, the electrode, that is, the cylindrical electrode is far from the bottom surface of the radiation plate because it extends from the upper surface of the resin case, being insulated not only from the radiation plate but also from the mounting plate.

Der Aufbau des Metallbasissubstrats 23 ist nicht auf den der vorliegenden Ausführungsform begrenzt. D. h., das Substrat sollte die Strahlungsplatte enthalten, die an der Wärmesenke anzuhaften ist, so dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden. Ein anderer Aufbau des Substrats ist jedoch nicht begrenzt.The structure of the metal base substrate 23 is not limited to that of the present embodiment. That is, the substrate should contain the radiation plate to be adhered to the heat sink, so that the advantages of the present invention are achieved. However, another structure of the substrate is not limited.

Weiterhin sind die Strahlungsplatte, das Schaltungsmuster und die Materialien zum Befestigen derselben nicht auf jene der vorliegenden Ausführungsform begrenzt. Ebenfalls kann das Substrat ein Keramiksubstrat enthalten, das aus Keramikmaterial mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminiumoxid, Aluminiumnitrit und Siliziumnitrit zusammengesetzt sein. In diesem Fall wird leitendes Material, wie Kupfer oder Aluminium, an das Keramikmaterial angeheftet. Solch ein Substrat wird weit für eine Leistungshalbleitervorrichtung benutzt. Mit anderen Worten, das Substrat ist nicht auf ein spezielles begrenzt, solange das Substrat eine Strahlungsplatte auf der Bodenoberfläche davon enthält.Furthermore, the radiation plate, the circuit pattern and the materials for fixing the same are not limited to those of the present embodiment. Also, the substrate may include a ceramic substrate composed of ceramic material having a relatively high thermal conductivity, such as alumina, aluminum nitrite, and silicon nitride. In this case, conductive material such as copper or aluminum is adhered to the ceramic material. Such a substrate is widely used for a power semiconductor device. In other words, the substrate is not limited to a specific one as long as the substrate includes a radiation plate on the bottom surface thereof.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es notwendig, dass die elastische Rückstellkraft, die durch die Verformung der Befestigungsplatte 16 verursacht wird, auf die Strahlungsplatte 18 über das Harzgehäuse 10 ausgeübt wird. Aus diesem Grund wird ein bestimmtes Niveau des Elastizitätsmoduls für das Harzgehäuse 10 benötigt. Das Material für das Harzgehäuse 10 ist jedoch nicht auf das begrenzt, das bei der vorliegenden Erfindung benutzt wird, solange das Harzgehäuse ein Elastizitätsmodul aufweist, das die Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielen kann. Z. B. kann ein wärmehärtendes Harz wie Epoxies oder thermoplastisches Harz wie PPS (Polyphenylensulfit) verwendet werden, das einen höheren Schmelzpunkt als die Betriebstemperatur der Vorrichtung aufweist.In the present embodiment, it is necessary that the elastic restoring force caused by the deformation of the mounting plate 16 is caused on the radiation plate 18 over the resin case 10 is exercised. For this reason, a certain level of elastic modulus for the resin case becomes 10 needed. The material for the resin case 10 however, is not limited to that used in the present invention as long as the resin case has a modulus of elasticity which can achieve the advantages of the present invention. For example, a thermosetting resin such as epoxies or thermoplastic resin such as PPS (polyphenylene sulfite) having a melting point higher than the operating temperature of the device can be used.

Ebenfalls werden die Formen und die Dicke des Harzgehäuses 10 im Hinblick auf den Isolationsabstand, die mechanische Festigkeit und die Krümmungsverhinderung bestimmt.Also, the shapes and the thickness of the resin case 10 with regard to the insulation distance, the mechanical strength and the curvature prevention.

Obwohl es wünschenswert ist, dass das Material für die Befestigungsplatte 16 Federeigenschaft aufweist, wegen der Notwendigkeit der elastischen Verformung, ist das Material nicht begrenzt, solange die Vorteile der vorliegenden Erfindung erhalten werden die Befestigungsplatte kann aus Ferrolegierung, wie nicht rostenden Stahl oder Kupferlegierung wie Phosphor-Bronze hergestellt werden. Ebenfalls können Plattieren oder ein Beschichtungsprozess, in Abhängigkeit der Betriebsumgebung, ausgeführt werden. Weiter können die Vorteile der vorliegenden Erfindung vergrößert werden durch Vergrößern der Fläche der Befestigungsplatte zum Verringern des Drucks pro Einheitsfläche oder durch Erstrecken von zwei oder mehr Elektroden von der gleichen Seite des Harzgehäuses.Although it is desirable that the material for the mounting plate 16 Because of the necessity of elastic deformation, the material is not limited as long as the advantages of the present invention are obtained. The mounting plate can be made of ferro-alloy such as stainless steel or copper alloy such as phosphor bronze. Also, plating or a coating process may be performed depending on the operating environment. Further, the advantages of the present invention can be increased by increasing the area of the mounting plate to reduce the pressure per unit area or by extending two or more electrodes from the same side of the resin housing.

Wie in 3 gezeigt ist, ist der Abstand „A” zwischen dem Durchgangsloch 17 und dem Niveau der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 bei der vorliegenden Erfindung vorhanden. Der Abstand „A” kann willkürlich gesetzt werden, solange die Befestigungsplatte 16 sich elastisch verformen kann.As in 3 is shown, the distance "A" between the through hole 17 and the level of the bottom surface of the radiant panel 18 present in the present invention. The distance "A" can be arbitrarily set as long as the mounting plate 16 can deform elastically.

Weiter kann sich der Abschnitt der Befestigungsplatte 16, der mit dem Harzgehäuse 10 bedeck ist, bis zu dem Gebiet direkt über dem Metallbasissubstrat 23 erstrecken. Dieser Aufbau ermöglicht dem Harz zwischen der Befestigungsplatte 16 und dem Metallbasissubstrat 23, das es dünn ist, wodurch der Betrag der Kriechverformung aufgrund der Kraft unterdrück wird, die auf die Strahlungsplatte 18 durch die Befestigungsplatte 16 ausgeübt wird.Next, the section of the mounting plate 16 that with the resin case 10 Cover is up to the area directly above the metal base substrate 23 extend. This structure allows the resin between the mounting plate 16 and the metal base substrate 23 that it is thin, whereby the amount of creep deformation is suppressed due to the force acting on the radiation plate 18 through the mounting plate 16 is exercised.

Daher kann die Abnahme der Kraft des Anhaftens (Befestigungskraft) zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke aufgrund des Kriechens unterdrückt werden. Die in 6 gezeigte Befestigungsplatte 16 übt eine Presskraft auf die Strahlungsplatte 18 von direkt oberhalb darauf aus. Folglich wird eine ausreichende Presskraft zum engen Anhaften der Strahlungsplatte und der Wärmesenke erzielt, so dass die Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Strahlungsplatte 18 und der Wärmesenke vergrößert werden kann.Therefore, the decrease of the adhesion force (fixing force) between the radiation plate and the heat sink due to the creep can be suppressed. In the 6 shown mounting plate 16 exerts a pressing force on the radiation plate 18 from directly above it. Consequently, a sufficient pressing force for closely adhering the radiation plate and the heat sink is achieved, so that the connection reliability between the radiation plate 18 and the heat sink can be increased.

Gemäß der Struktur, bei der die Strahlungsplatte und die Wärmesenke eng aneinander anhaften, so dass die Verbindungszuverlässigkeit verbessert wird, ist es für die Wärmesenke möglich, eine Leistungshalbleitervorrichtung vorzusehen, die für eine Benutzung unter einer hohen Temperaturbedingung geeignet ist. Dieser Vorteil ist insbesondere gut, wenn eine Leistungshalbleitervorrichtung aus SiC hergestellt ist, das für eine Benutzung unter einer hohen Betriebsbedingung geeignet ist. Es soll angemerkt werden, dass es wünschenswert ist, dass das Material mit einer hohen Wärmewiderstandsfähigkeit, insbesondere mit einer hohen Glasübergangstemperatur (Tg) als das Harzgehäuse benutzt wird, wenn die Leistungshalbleitervorrichtung unter einer hohen Temperaturbedingung zu benutzen ist.According to the structure in which the radiation plate and the heat sink closely adhere to each other, so that the connection reliability is improved, it is possible for the heat sink to provide a power semiconductor device suitable for use under a high temperature condition. This advantage is particularly good when a power semiconductor device is made of SiC suitable for use under a high operating condition. It should be noted that it is desirable that the material having a high heat resistance, particularly a high glass transition temperature (Tg), be used as the resin case when the power semiconductor device is to be used under a high temperature condition.

Wenn das Harz zwischen der Befestigungsplatte 16 und dem Metallbasissubstrat 23 dünn ist, wie in 6 gezeigt ist, kann die Befestigungsplatte 16 aus einem Material mit einer hohen Federkonstante hergestellt werden, da es eine ausreichende Befestigungskraft nur mit einem kleinen Hub erzeugen kann. If the resin between the mounting plate 16 and the metal base substrate 23 is thin, as in 6 is shown, the mounting plate 16 be made of a material with a high spring constant, since it can produce a sufficient fastening force only with a small stroke.

Wenn die Befestigungsplatte 16 aus dem Material mit einer hohen Federkonstante hergestellt ist, kann eine Verbindung mit einem hohen Widerstand gegen Vibrationen, die eine hohe Zuverlässigkeit selbst unter rauen Umweltbedingungen wie eine Situation, wie sie in einem Automobil vorgesehen ist, implementiert werden.If the mounting plate 16 is made of the material having a high spring constant, a compound having a high resistance to vibration, high reliability can be implemented even under harsh environmental conditions such as a situation as provided in an automobile.

6 zeigt einen Aufbau, bei dem sich die Befestigungsplatte 16 zum dem Gebiet direkt oberhalb der Strahlungsplatte 18 und dem thermisch leitenden isolierenden Klebstoff 20 erstreckt. Alle Dinge, die jedoch zum Erzielen der Vorteile nötig sind, sind, dass sich die Befestigungsplatte 16 bis zu dem Gebiet direkt über der Strahlungsplatte 18 erstreckt. Folglich kann sich die Befestigungsplatte 16 zu dem Gebiet direkt oberhalb des Schaltungsmusters 22 erstrecken. 6 shows a structure in which the mounting plate 16 to the area directly above the radiant panel 18 and the thermally conductive insulating adhesive 20 extends. All the things that are needed to achieve the benefits, however, are that the mounting plate 16 up to the area directly above the radiant panel 18 extends. Consequently, the mounting plate can 16 to the area directly above the circuit pattern 22 extend.

Wie früher beschrieben wurde, ist das Substrat mit der Strahlungsplatte nicht auf das Metallbasissubstrat begrenzt und es kann ein anderes Substrat sein, solange es eine Strahlungsplatte auf der Bodenoberfläche enthält.As described earlier, the substrate with the radiation plate is not limited to the metal base substrate, and it may be another substrate as long as it includes a radiation plate on the bottom surface.

Zusätzlich ist die Kombination der zylindrischen Elektrode und der Stiftelektrode, die oben beschrieben wurde, nur ein Beispiel eines Aufbaus zum Erstrecken einer Elektrode. Der Aufbau der Elektrode ist nicht hierauf begrenzt. Auch ein Harzsitz kann an der inneren Wand der Gießform für den Spritzpressprozess angebracht sein.In addition, the combination of the cylindrical electrode and the pin electrode described above is just one example of a structure for extending an electrode. The structure of the electrode is not limited to this. Also, a resin seat may be attached to the inner wall of the mold for the transfer molding process.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der ein Abschnitt einer Befestigungsplatte, der mit einem Harzgehäuse bedeckt ist, an der oberen Oberfläche eines Metallbasissubstrats anhaftet. Bei dieser Ausführungsform haftet eine Strahlungsplatte eng an einer Wärmesenke durch elastische Verformung einer Befestigungsplatte wie bei der ersten Ausführungsform. Somit ist der gesamte Aufbau nicht gezeigt, und eine redundante Erläuterung wird weggelassen.This embodiment relates to a power semiconductor device in which a portion of a mounting plate covered with a resin case adheres to the upper surface of a metal base substrate. In this embodiment, a radiation plate adheres tightly to a heat sink by elastically deforming a mounting plate as in the first embodiment. Thus, the entire structure is not shown, and a redundant explanation is omitted.

Diese Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 7 bis 11 beschrieben. Wie in 11 gezeigt ist, ist die Befestigungsplatte 16 auf dem Metallbasissubstrat 23 über einen Klebstoff 60 befestigt.This embodiment will now be described with reference to 7 to 11 described. As in 11 is shown is the mounting plate 16 on the metal base substrate 23 over an adhesive 60 attached.

Die Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird gemäß dem in 8 gezeigten Flussdiagramm hergestellt. Zuerst wird die Befestigungsplatte 16 an dem Metallbasissubstrat 23 über den Klebstoff 60 befestigt (Schritt 100).The power semiconductor device of the present embodiment is used in accordance with the in 8th shown flowchart produced. First, the mounting plate 16 on the metal base substrate 23 over the glue 60 attached (step 100 ).

Als nächstes wird die Halbleitervorrichtungsanordnung zusammengesetzt (Schritt 102). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Transport der Halbleitervorrichtungsanordnung, unter Benutzung der Befestigungsplatte 16 als ein Teil zum Bestimmen der Referenzposition während des gesamten Zusammensetzprozesses davon, ausgeführt. Der Zusammensetzprozess enthält einen Drahtbondprozess oder Ähnliches.Next, the semiconductor device array is assembled (step 102 ). In the present embodiment, the transport of the semiconductor device device using the mounting plate becomes 16 as a part for determining the reference position during the entire composing process thereof. The compositing process includes a wire bonding process or the like.

Nach Zusammensetzen der Halbleitervorrichtungsanordnung geht die Verarbeitung zu einem Spritzpressprozess. Bei dem Spritzpressprozess wird die Halbleitervorrichtungsanordnung in einer unteren Gießform, unter Benutzung der Befestigungsplatte 16, als das Teil zum Bestimmen der Referenzposition vorgesehen (Schritt 104). Danach wird das Harzgehäuse gemäß dem bekannten Spritzpressprozess gebildet.After assembling the semiconductor device array, the processing goes to a transfer molding process. In the transfer molding process, the semiconductor device assembly becomes a lower mold using the attachment plate 16 , as the part for determining the reference position (step 104 ). Thereafter, the resin case is formed according to the known transfer molding process.

In einem Fall, in dem die Befestigungsplatte nicht eingebaut ist bis zu der Beendigung des Spritzpressprozesses, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, sollte der Transport der Halbleitervorrichtungsanordnung vor dem Spritzpressprozess derart ausgeführt werden, dass das Metallbasissubstrat durch eine Werkzeug zum Halten desselben geklemmt wird. Aus diesem Grund benötigt der Prozess des Transportierens eine große Zeit, wodurch ein Problem der niedrigen Produktivität auftritt. Ähnlich, wenn die Halbleitervorrichtungsanordnung in der unteren Gießform vorgesehen wird, ist es notwendig, die Position auf der Grundlage des Umrisses des Metallbasissubstrats zu bestimmen.In a case where the mounting plate is not installed until the completion of the transfer molding process as described in the first embodiment, the transport of the semiconductor device assembly before the transfer molding process should be performed so that the metal base substrate is clamped by a tool for holding it. For this reason, the transporting process takes a long time, whereby a problem of low productivity occurs. Similarly, when the semiconductor device array is provided in the lower mold, it is necessary to determine the position based on the outline of the metal base substrate.

In einem Fall, in dem ein konvexer Abschnitt auf der inneren Wand der unteren Gießform zum Sicherstellen der genauen Ausrichtung gebildet ist, ist es notwendig, den Umriss der Leistungshalbleitervorrichtung von dem Gesichtspunkt des Isolationsabstands der Elektrode zu vergrößern, da der konvexe Abschnitt eine Verformung auf das Harzgehäuse ausübt.In a case where a convex portion is formed on the inner wall of the lower mold for ensuring the accurate alignment, it is necessary to enlarge the outline of the power semiconductor device from the viewpoint of the insulation distance of the electrode, since the convex portion deforms on the Resin housing exerts.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die oben erwähnten Probleme gelöst werden. Bei dieser Ausführungsform wird, wie mit Bezugnahme auf das in 8 gezeigte Flussdiagramm erläutert ist, die Befestigungsplatte an dem Metallbasissubstrat angebracht, bevor die Halbleitervorrichtungsanordnung zusammengesetzt wird, nämlich vor dem Spritzpressprozess. Daher kann die genaue Ausrichtung der Halbleitervorrichtungsanordnung in Bezug auf die Gießform leicht erzielt werden, und die Produktivität kann erhöht werden. Da weiter der konvexe Abschnitt nicht auf der inneren Wand der unteren Gießform gebildet werden muss, kann die Leistungshalbleitervorrichtung verkleinert werden.According to the present embodiment, the above-mentioned problems can be solved. In this embodiment, as with reference to FIG 8th As shown in the flow chart shown, the mounting plate is attached to the metal base substrate before the semiconductor device assembly is assembled, namely, prior to the transfer molding process. Therefore, the precise alignment of the semiconductor device array with respect to the mold can be easily achieved, and the Productivity can be increased. Further, since the convex portion does not have to be formed on the inner wall of the lower mold, the power semiconductor device can be downsized.

Das Problem der Kriechverformung des Harzes kann unterdrückt werden durch Befestigen des Harzes an der Wärmesenke über die Befestigungsplatte 16 der Leistungshalbleitervorrichtung. D. h., die Kriechverformung des Harzes kann unterdrückt werden, da die Befestigungsplatte 16 an dem Metallbasissubstrat 23 befestigt ist. Somit kann die Abnahme der Anhaftung zwischen der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 und der Wärmesenke daran gehindert werden, überhaupt aufzutreten.The problem of creep deformation of the resin can be suppressed by attaching the resin to the heat sink via the mounting plate 16 the power semiconductor device. That is, the creep deformation of the resin can be suppressed because the attachment plate 16 on the metal base substrate 23 is attached. Thus, the decrease in the adhesion between the bottom surface of the radiation plate 18 and the heat sink are prevented from ever occurring.

9 zeigt eine Leistungshalbleitervorrichtung mit einem Durchgangsloch 62, das ein einem Abschnitt einer Befestigungsplatte 64 gebildet ist, wobei der Abschnitt mit dem Harzgehäuse 10 bedeckt ist. Das Durchgangsloch 62 ist mit Harz wie Epoxydharz gefüllt, dass einen Teil des Harzgehäuses 10 darstellt. Das Durchgangsloch 62 ist an einem Abschnitt getrennt von der Seitenoberfläche des Harzgehäuses 10 um ungefähr 10 mm zu der Mitte desselben gebildet, es ist aber nicht darauf begrenzt. 9 shows a power semiconductor device with a through hole 62 that is a section of a mounting plate 64 is formed, wherein the portion with the resin housing 10 is covered. The through hole 62 is filled with resin such as epoxy, that is part of the resin case 10 represents. The through hole 62 is at a portion separated from the side surface of the resin case 10 formed about 10 mm to the center thereof, but it is not limited thereto.

Gemäß dem Aufbau, bei dem das Durchgangsloch 62 so vorgesehen ist, dass es mit dem Harz gefüllt wird, kann die Befestigungsplatte 64 daran gehindert werden, dass sie sich von dem Harzgehäuse 10 löst, selbst wenn eine Kraft auf die Außenseite des Harzgehäuses 10 auf die Befestigungsplatte 64 ausgeübt wird.According to the structure in which the through hole 62 is provided so that it is filled with the resin, the mounting plate 64 be prevented from moving away from the resin case 10 releases, even if a force on the outside of the resin housing 10 on the mounting plate 64 is exercised.

Wenn die Leistungshalbleitervorrichtung in einer Hochtemperaturumgebung benutzt wird oder wiederholten Temperaturzyklen ausgesetzt wird, kann eine Lücke aufgrund des Abpellens zwischen dem Harzgehäuse und der Befestigungsplatte auftreten. Wenn solch eine Benutzung fortgesetzt wird, kann sich das Abpellen vergrößern, so dass Wasser oder Ähnliches in das Metallbasissubstrat eintreten kann, was in einer Verschlechterung der Isolationseigenschaft der Leistungshalbleitervorrichtung resultiert. Die Isolationseigenschaftsverschlechterung wird insbesondere wichtig, wenn eine breite und dicke Befestigungsplatte verwendet wird, um mit einer großen Leistungshalbleitervorrichtung fertig zu werden. Gemäß dem in 9 jedoch gezeigten Aufbau wird das Durchgangsloch 62 mit dem Harz gefüllt, wodurch das oben erwähnte Abpellen daran gehindert wird aufzutreten.When the power semiconductor device is used in a high-temperature environment or is subjected to repeated temperature cycles, a gap may occur due to the peeling between the resin case and the mounting plate. When such use is continued, peeling-off may increase, so that water or the like may enter the metal base substrate, resulting in deterioration of the insulating property of the power semiconductor device. The insulation property deterioration becomes particularly important when a wide and thick mounting plate is used to cope with a large power semiconductor device. According to the in 9 however, the structure shown becomes the through hole 62 filled with the resin, whereby the above-mentioned Abpellen is prevented from occurring.

Obwohl die in 9 gezeigte Befestigungsplatte 64 ein Durchgangsloch 62 enthält, ist der Aufbau der Befestigungsplatte nicht darauf begrenzt. Anstelle des Durchgangslochs 62 ist auch ein Ausschnitt oder ein Grabenabschnitt wie ein Schlitz oder eine Delle, die die Kontaktfläche zwischen der Befestigungsplatte und dem Harz vergrößern und den mechanischen Ankereffekt verstärken, ebenfalls nützlich.Although the in 9 shown mounting plate 64 a through hole 62 contains, the structure of the mounting plate is not limited thereto. Instead of the through hole 62 Also, a cutout or trench portion, such as a slot or dent, which increases the contact area between the mounting plate and the resin and enhances the mechanical anchor effect is also useful.

In einem Fall, in dem die Leistungshalbleitervorrichtung ein großes Metallbasissubstrat enthält, kann die Strahlungsplatte verformt oder gekrümmt werden. Solch eine Verformung verursacht einen Riss des Harzgehäuses oder verschlechtert das Anhaften zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke, wenn die Befestigungsplatte an der Wärmesenke mit einer Schraube befestigt wird. Nun wird eine Leistungshalbleitervorrichtung, die die Vorteile dieser Erfindung unabhängig davon, ob sie eine größere Strahlungsplatte aufweist, die dazu neigt, verformt zu werden, unter Bezugnahme auf 10 und 11, beschrieben. 10 zeigt eine äußere Ansicht der Leistungshalbleitervorrichtung. 11 ist eine Querschnittsansicht von 10, wie sie in der Richtung von Pfeilen II gesehen wird. Ein Ende einer Befestigungsplatte erstreckt sich zu der Außenseite von einer Seitenoberfläche des Harzgehäuses 10, und das andere Ende der Befestigungsplatte 70 erstreckt sich zu der Außenseite von der anderen Seitenoberfläche, die der einen Seitenoberfläche des Harzgehäuses 10 gegenübersteht.In a case where the power semiconductor device includes a large metal base substrate, the radiation plate may be deformed or curved. Such deformation causes a crack of the resin case or deteriorates the adhesion between the radiation plate and the heat sink when the fixing plate is fixed to the heat sink with a screw. Now, a power semiconductor device that will appreciate the advantages of this invention regardless of whether it has a larger radiation plate tending to be deformed, with reference to 10 and 11 , described. 10 shows an external view of the power semiconductor device. 11 is a cross-sectional view of 10 as seen in the direction of arrows II. One end of a mounting plate extends to the outside from a side surface of the resin case 10 , and the other end of the mounting plate 70 extends to the outside of the other side surface, which is the one side surface of the resin case 10 faces.

Ein Abschnitt der Befestigungsplatte 74, der mit dem Harzgehäuse 10 bedeckt ist, haftet an der oberen Oberfläche des Metallbasissubstrats 23, so dass die Befestigungsplatte 70 das Metallbasissubstrat 23 überquert. Das Anhaften des Abschnitts der Befestigungsplatte 70 an dem Metallbasissubstrat 23 wird durch den Klebstoff 70 durchgeführt, der aus einem Material ungleich dem des Harzgehäuses hergestellt ist. Es ist bevorzugt, dass die Anhafteigenschaft des Klebstoffs 60 besser als die des Harzgehäuses ist.A section of the mounting plate 74 that with the resin case 10 is covered adheres to the upper surface of the metal base substrate 23 so that the mounting plate 70 the metal base substrate 23 crossed. Adhering the section of the mounting plate 70 on the metal base substrate 23 gets through the glue 70 performed, which is made of a material other than that of the resin housing. It is preferable that the sticking property of the adhesive 60 better than the resin case.

Gemäß der in 10 und 11 gezeigten Struktur wird die Verformung (Krümmung) der Strahlungsplatte verringert, da die Befestigungsplatte 70 die Verformung des Harzgehäuses 10 unterdrückt. Daher können die oben erwähnten Probleme, die durch die Verformung (Krümmung) der Strahlungsplatte verursacht werden, gelöst werden.According to the in 10 and 11 shown structure, the deformation (curvature) of the radiation plate is reduced because the mounting plate 70 the deformation of the resin case 10 suppressed. Therefore, the above-mentioned problems caused by the deformation (curvature) of the radiation plate can be solved.

Da weiter die Befestigungsplatte 70 das Metallbasissubstrat in einem großen Bereich kontaktiert, kann das Anhaften der Strahlungsplatte 18 an der Wärmesenke, was durch die elastische Verformung der Befestigungsplatte 70 induziert wird, verstärkt werden. Es ist zu verstehen, dass die unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschriebene Struktur modifiziert werden kann. D. h., der Umriss der Befestigungsplatte kann so gebildet werden, dass sie das Metallbasissubstrat in einem größeren Bereich zum Verstärken der Vorteile dieser Erfindung kontaktiert. Z. B. kann die Befestigungsplatte so gebildet sein, dass sie einen kreisförmigen Abschnitt aufweist und an dem Metallbasissubstrat an den Abschnitt befestigt ist. Ähnlich, wenn das Metallbasissubstrat eine rechteckige Form aufweist, ist es bevorzugt, die Befestigungsplatte parallel zu der Längsrichtung des Metallbasissubstrats vorzusehen.Further on, the mounting plate 70 contacting the metal base substrate in a large area may cause the radiation plate to adhere 18 at the heat sink, which is due to the elastic deformation of the mounting plate 70 is induced to be amplified. It should be understood that the referring to 10 and 11 described structure can be modified. That is, the outline of the attachment plate may be formed so as to contact the metal base substrate in a wider range for enhancing the advantages of this invention. For example, the attachment plate may be formed to have a circular portion and attached to the metal base substrate at the portion. Similarly, when the metal base substrate has a rectangular shape, it is preferable to provide the attachment plate parallel to the longitudinal direction of the metal base substrate.

Bezüglich der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform sind mindestens Modifikationen entsprechend zu jenen, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, möglich, dass sie angewendet werden. Z. B. ist das Substrat nicht auf das Metallbasissubstrat begrenzt.With respect to the power semiconductor device of the present embodiment, at least modifications corresponding to those described in the first embodiment are possible to be applied. For example, the substrate is not limited to the metal base substrate.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der ein konvexer/hohler Abschnitt auf einer Befestigungsplatte an einer Position niedriger als das Niveau der Bodenoberfläche eines Substrats gebildet ist. In dieser Ausführungsform haftet eine Strahlungsplatte fest an einer Wärmesenke durch elastische Verformung der Befestigungsplatte, wie bei der ersten Ausführungsform. Somit ist der gesamte Aufbau nicht gezeigt, und redundante Erläuterung wird weggelassen. Diese Ausführungsform wird nun, unter Bezugnahme auf 12 bis 14, beschrieben.This embodiment relates to a power semiconductor device in which a convex / hollow portion is formed on a mounting plate at a position lower than the level of the bottom surface of a substrate. In this embodiment, a radiation plate firmly adheres to a heat sink by elastic deformation of the attachment plate as in the first embodiment. Thus, the entire structure is not shown, and redundant explanation is omitted. This embodiment will now be described with reference to 12 to 14 , described.

Eine Befestigungsplatte 80 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen konvexen/hohlen/nach unten gebogenen Abschnitt 61, der niedriger als das Niveau der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 (das Niveau der Bodenoberfläche des Metallbasissubstrats 23) angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich, wie in 12 gezeigt ist, der konvexe Abschnitt 61 nach unten über die Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 hinaus um einen willkürlichen Abstand „B”.A mounting plate 80 of the present embodiment includes a convex / hollow / downwardly bent portion 61 that is lower than the level of the bottom surface of the radiant panel 18 (The level of the bottom surface of the metal base substrate 23 ) is arranged. In this embodiment, as shown in FIG 12 is shown, the convex portion 61 down over the bottom surface of the radiant panel 18 addition to an arbitrary distance "B".

Das Herstellungsverfahren der Leistungshalbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf das in 13 gezeigte Flussdiagramm erläutert. Zuerst wird Silikonfett/Silikonschmiere zu der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte 18 geliefert, bevor die Wärmesenke an der Leistungshalbleitervorrichtung angebracht wird, die durch Harz gegossen ist (Schritt 200). Das Silikonfett ist zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke so eingeschlossen, dass es die Wärmestrahlung fördert.The manufacturing method of the power semiconductor device according to the present embodiment will now be described with reference to FIG 13 illustrated flowchart explained. First, silicone grease / silicone grease becomes the bottom surface of the radiation plate 18 before the heat sink is attached to the power semiconductor device which is resin-molded (step 200 ). The silicone grease is trapped between the radiant panel and the heat sink to promote thermal radiation.

Als nächstes wird der konvexe Abschnitt 61 auf der Oberfläche der Wärmesenke angebracht, und das Durchgangsloch 17 wird mit einem Schraubenloch ausgerichtet, das auf der Wärmesenke vorgesehen ist (Schritt 202). An dieser Stufe des Ausrichtungsprozesses ist nur der konvexe Abschnitt 61 in Kontakt mit der Wärmesenke, wohingegen das Silikonfett nicht in Kontakt mit der Wärmesenke steht. Nach der erfolgreichen Beendigung der Ausrichtung wird die Befestigungsplatte 61 an der Wärmesenke mit einer Schraube befestigt, indem die in der Befestigungsplatte 61 und der Wärmesenke gebildeten Löcher derart benutzt werden, dass das Silikonfett die Wärmesenke kontaktiert (Schritt 204).Next is the convex section 61 mounted on the surface of the heat sink, and the through hole 17 is aligned with a screw hole provided on the heat sink (step 202 ). At this stage of the alignment process, only the convex section is 61 in contact with the heat sink, whereas the silicone grease is not in contact with the heat sink. Upon successful completion of alignment, the mounting plate will become 61 attached to the heat sink with a screw by placing in the mounting plate 61 and the heat sink holes are used so that the silicone grease contacts the heat sink (step 204 ).

Nach der erfolgreichen Beendigung des Schritts 204 wird die Strahlungsplatte gegen die Wärmesenke aufgrund der elastischen Verformung der Befestigungsplatte 16 gepresst, was in einer verbesserten Strahlungsleistung und hoher Zuverlässigkeit resultiert. Diese Vorteile sind bereits oben erläutert worden.After the successful completion of the step 204 The radiation plate is against the heat sink due to the elastic deformation of the mounting plate 16 pressed, resulting in improved radiant power and high reliability. These advantages have already been explained above.

Das Herstellungsverfahren der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann verhindern, dass Silikonfett an einem unerwünschten Abschnitt während des Ausrichtungsprozesses der Leistungshalbleitervorrichtung und der Wärmesenke anhaftet. Wenn das Silikonfett an einer Position ungleich der Kontaktfläche zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke angebracht ist, wird das Silikonfett zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke unzureichend. Als Resultat tritt ein Problem einer schlechten Wärmestrahlung aufgrund eines Abschnitts auf, an dem Silikonfett nicht zugeführt ist oder ein Leerraum zwischen der Strahlungsplatte und der Wärmesenke gebildet ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Silikonfett nicht in Kontakt mit der Wärmesenke während des Ausrichtungsprozesses, wodurch die obigen Probleme gelöst werden.The manufacturing method of the power semiconductor device of the present invention can prevent silicone grease from adhering to an undesirable portion during the alignment process of the power semiconductor device and the heat sink. When the silicone grease is disposed at a position other than the contact surface between the radiation plate and the heat sink, the silicone grease between the radiation plate and the heat sink becomes insufficient. As a result, a problem of poor heat radiation occurs due to a portion where silicone grease is not supplied or a void is formed between the radiation plate and the heat sink. According to the present embodiment, the silicone grease is not in contact with the heat sink during the alignment process, thereby solving the above problems.

Es soll angemerkt werden, dass die Form des konvexen Abschnitts 61 nicht auf die begrenzt ist, die in dieser Ausführungsform benutzt wird, wie unter Bezugnahme auf 12 erläutert wurde. D. h., wie in 14 gezeigt ist, kann der konvexe Abschnitt 94 in Bezug auf den anderen Teil einer Befestigungsplatte 90 geneigt sein. Wenn der konvexe Abschnitt auf der Befestigungsplatte gebildet wird, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ist es bevorzugt, dass der konvexe Abschnitt etwas weiter weg von dem Harzgehäuse 10 als das Durchgangsloch 17 gebildet wird. Der konvexe Abschnitt wird nämlich ein Drehpunkt, und die Befestigungsplatte wird auf das Harzgehäuse gepresst, nachdem die Befestigungsplatte an der Wärmesenke mit einer Schraube befestigt ist, wodurch die Vorteil der vorliegenden Erfindung erzielt werden, selbst wenn die Schraube schwach befestigt wird.It should be noted that the shape of the convex section 61 is not limited to that used in this embodiment as described with reference to FIG 12 was explained. That is, as in 14 is shown, the convex portion 94 with respect to the other part of a mounting plate 90 be inclined. When the convex portion is formed on the mounting plate as in the present embodiment, it is preferable that the convex portion be slightly further away from the resin case 10 as the through hole 17 is formed. Namely, the convex portion becomes a fulcrum, and the fixing plate is pressed on the resin case after the fixing plate is fixed to the heat sink with a screw, whereby the advantages of the present invention are obtained even if the screw is weakly fastened.

Es soll angemerkt werden, dass der konvexe Abschnitt nicht auf den obigen Aufbau begrenzt ist. Genauer, das Ende des konvexen Abschnitts kann abgerundet sein. Der konvexe Abschnitt kann aus dem Außenteil zusammengesetzt sein, der durch Schweinen, Hämmern oder Stauchen oder durch eine Schraube verbunden ist.It should be noted that the convex portion is not limited to the above structure. Specifically, the end of the convex portion may be rounded. The convex portion may be composed of the outer part which is connected by pigs, hammering or upsetting or by a screw.

Bezüglich der Leistungshalbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung sind mindestens die Übertragungen, entsprechend zu den bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Übertragungen, möglich. Z. B. ist das Substrat nicht auf ein Metallbasissubstrat begrenzt.With respect to the power semiconductor device of the present invention, at least the transmissions corresponding to the transmissions described in the first embodiment are possible. For example, the substrate is not limited to a metal base substrate.

Diese Erfindung macht die Herstellung einer Leistungshalbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit und guter Wärmeverteilungseigenschaften in einem einfachen Verfahren möglich.This invention makes possible the production of a power semiconductor device with high reliability and good heat distribution characteristics in a simple process.

Claims (7)

Leistungshalbleitervorrichtung mit: einem Substrat (23), das eine Strahlungsplatte (18) an einer Bodenoberfläche davon enthält; einem Halbleiterelement (24, 26), das an einer oberen Oberfläche des Substrats (23) befestigt ist; einem Harzgehäuse (10), das das Substrat (23) und das Halbleiterelement (24, 26) derart bedeckt, dass die Strahlungsplatte (18), die die Bodenoberfläche des Substrats (23) darstellt, zu der Außenseite offen liegt; einer Elektrode (12, 14) mit einer zylindrischen Elektrode (12), die elektrisch mit dem Halbleiterelement (24, 26) verbunden ist, und einer Stiftelektrode (14), die an einer oberen Oberfläche des Harzgehäuses (10) zu der Außenseite offen liegt, wobei die obere Oberfläche eine entgegen gesetzte Oberfläche zu der Bodenoberfläche des Harzgehäuses (10) ist; und einer Befestigungsplatte (16) mit einem Durchgangsloch (17), an der eine Wärmesenke (52) zu befestigen ist, worin das Durchgangsloch (17) außerhalb des Harzgehäuses (10) angeordnet ist und ein Abschnitt der Befestigungsplatte (16) mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist; worin das Durchgangsloch (17) an einer Position angeordnet ist, an der es von dem Niveau der Bodenoberfläche des Substrats (23) zu dem Niveau der oberen Oberfläche des Substrats (23) hin verschoben ist.Power semiconductor device comprising: a substrate ( 23 ), which has a radiation plate ( 18 ) at a bottom surface thereof; a semiconductor element ( 24 . 26 ) attached to an upper surface of the substrate ( 23 ) is attached; a resin housing ( 10 ), which is the substrate ( 23 ) and the semiconductor element ( 24 . 26 ) so covered that the radiation plate ( 18 ) covering the soil surface of the substrate ( 23 ) is exposed to the outside; an electrode ( 12 . 14 ) with a cylindrical electrode ( 12 ) electrically connected to the semiconductor element ( 24 . 26 ) and a pin electrode ( 14 ) located on an upper surface of the resin housing ( 10 ) is exposed to the outside, the top surface having an opposite surface to the bottom surface of the resin housing (FIG. 10 ); and a mounting plate ( 16 ) with a through hole ( 17 ), at which a heat sink ( 52 ), in which the through-hole ( 17 ) outside the resin housing ( 10 ) is arranged and a portion of the mounting plate ( 16 ) with the resin housing ( 10 ) is covered; wherein the through-hole ( 17 ) is disposed at a position where it depends on the level of the bottom surface of the substrate ( 23 ) to the level of the upper surface of the substrate ( 23 ) is shifted. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1, worin die Befestigungsplatte (16) eine erste Befestigungsplatte und eine zweite Befestigungsplatte enthält, die erste Befestigungsplatte sich zu der Außenseite von der ersten Seitenoberfläche des Harzgehäuses (10) erstreckt und die zweite Befestigungsplatte sich zu der Außenseite von einer zweiten Seitenoberfläche des Harzgehäuses (10) erstreckt, die eine entgegengesetzte Seite zu der ersten Seitenoberfläche ist.Power semiconductor device according to claim 1, wherein the mounting plate ( 16 ) includes a first attachment plate and a second attachment plate, the first attachment plate being to the outside of the first side surface of the resin case ( 10 ) and the second attachment plate extends to the outside of a second side surface of the resin case (FIG. 10 ) which is an opposite side to the first side surface. Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich ein Abschnitt der Befestigungsplatte (16), der mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist, direkt über die Strahlungsplatte (18) erstreckt.Power semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein a portion of the mounting plate ( 16 ), which with the resin housing ( 10 ), directly over the radiation plate ( 18 ). Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein Abschnitt der Befestigungsplatte (16), der mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist, an der oberen Oberfläche des Substrats (23) unter Benutzung eines Klebstoffs (60) anhaftet.Power semiconductor device according to one of claims 1 to 3, wherein a portion of the mounting plate ( 16 ), which with the resin housing ( 10 ) is coated on the upper surface of the substrate ( 23 ) using an adhesive ( 60 ). Leistungshalbleitervorrichtung nach Anspruch 4, weiter mit einem Durchgangsloch (92), einem Ausschnittabschnitt oder einem Grabenabschnitt, die auf dem Abschnitt der Befestigungsplatte (90) gebildet sind, der mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist.Power semiconductor device according to claim 4, further comprising a through hole ( 92 ), a cutout portion or a trench portion formed on the portion of the mounting plate ( 90 ) formed with the resin housing ( 10 ) is covered. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich ein Ende der Befestigungsplatte (70) zu der Außenseite von einer Seite des Harzgehäuses (10) erstreckt; das andere Ende der Befestigungsplatte (70) sich zu der Außenseite von der gegenüberliegenden Seite der einen Seite des Harzgehäuses (10) erstreckt; und der Abschnitt der Befestigungsplatte (70), der mit dem Harzgehäuse (10) bedeckt ist, das Substrat (23) kreuzt und an dem Substrat (23), unter Benutzung eines Klebstoffs (60) befestigt ist.Power semiconductor device according to one of claims 1 to 5, wherein one end of the mounting plate ( 70 ) to the outside of one side of the resin case ( 10 ) extends; the other end of the mounting plate ( 70 ) to the outside from the opposite side of the one side of the resin case ( 10 ) extends; and the section of the mounting plate ( 70 ), which with the resin housing ( 10 ), the substrate ( 23 ) and on the substrate ( 23 ), using an adhesive ( 60 ) is attached. Leistungshalbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter mit einem konvexen Abschnitt (61), der an einem Abschnitt der Befestigungsplatte (80) vorgesehen ist, der weiter von dem Harzgehäuse (10) als das Durchgangsloch (17) positioniert ist, wobei sich der konvexe Abschnitt (61) nach unten über das Niveau der Bodenoberfläche der Strahlungsplatte (18) hinaus erstreckt.Power semiconductor device according to one of claims 1 to 6, further comprising a convex portion ( 61 ) attached to a portion of the mounting plate ( 80 ), which is further from the resin housing ( 10 ) as the through hole ( 17 ), wherein the convex portion ( 61 ) down over the level of the bottom surface of the radiant panel ( 18 ) extends.
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