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1. (DE112016006331) Halbleitervorrichtung
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Beschreibung  

Technisches Gebiet 

[0001]  Die Beschreibung legt eine Technik dar, die sich auf Invertersysteme (Leistungs-Halbleitervorrichtungen) bezieht, die in zum Beispiel von Maschinen und Motoren angetriebenen Hybridmotorfahrzeugen werden, oder industriellen Anwendungen enthalten sind.

Stand der Technik 

[0002]  Die Leistung eines durch ein Leistungsmodul fließenden Stroms hat zugenommen. Dementsprechend muss eine Zuleitungselektrode, die ein externer Anschluss ist, eine große Fläche haben oder benötigt eine große Fläche, in der die Zuleitungselektrode mit einer externen Elektrode verbunden ist, um nicht Wärme zu erzeugen. Solch eine Gestaltung bringt unglücklicherweise eine große Bauform eines Produkts als Ganzes mit sich. Das Leistungsmodul muss in zunehmendem Maße eine hohe Leistungsfähigkeit haben, eine hohe Belastbarkeit aufweisen und miniaturisiert werden; daher ist die große Bauform des Produkts als Ganzes, die sich aus der großen Leistung des Stroms ergibt, mit einem Bedarf an einem miniaturisierten Produkt nicht kompatibel.

[0003]  In einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung wird in einem Halbleiterelement erzeugte Wärme über ein Lot, einen Wärmespreizer, eine isolierende Schicht und ein Wärmeableitungsmaterial abgeleitet, die alle unter dem Halbleiterelement angeordnet sind. Auf der anderen Seite umfasst der externe Anschluss oder die Zuleitungselektrode, die über dem Halbleiterelement über ein Lot verbunden ist, keinen Wärmeableitungsmechanismus. Daher bewirkt eine im Halbleiterelement erzeugte Wärme oder in der Zuleitungselektrode selbst erzeugte Wärme, dass die Zuleitungselektrode eine hohe Temperatur aufweist. Man erwartet, dass die Zuleitungselektrode eine höhere Temperatur aufweist, während die Leistung des Stroms zunimmt. Um die Wärmeerzeugung der Zuleitungselektrode zu verhindern, muss die Zuleitungselektrode eine große Breite oder eine große Dicke aufweisen.

[0004]  Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel einer Technik zum Verbessern des Wärmeableitungsvermögens des Halbleiterelements und des Wärmeableitungsvermögens der Zuleitungselektrode. Bei dieser Technik wird ein isolierendes Substrat auf einer oberen Oberfläche des mit dem Halbleiterelement verbundenen externen Anschlusses angeordnet und wird zur Außenseite eines Moduls freigelegt; dies hilft dabei, dass Wärme von einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements abgeleitet wird, wodurch die Wärmeerzeugung des externen Anschlusses verhindert bzw. ihr entgegengewirkt wird.

Dokument nach dem Stand der Technik  Patentdokument 

[0005]  Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-149730

Zusammenfassung  Durch die Erfindung zu lösendes Problem 

[0006]  Ein Anwenden der oben erwähnten Technik geht mit einer Zunahme der Dicke des Moduls einher. Dies erschwert die Miniaturisierung des Produkts. Diese Anwendung erfordert auch, dass beide Oberflächen des Halbleiterelements mit Kühlstrukturen versehen werden. Dies ergibt ein großes Produkt und hat auch komplexe Prozessschritte zur Folge, wenn das Produkt in einem Invertersystem eingebaut wird.

[0007]  Die in der Beschreibung offenbarte Technik wurde geschaffen, um diese Probleme zu lösen, und bezieht sich auf eine Technik zum Verbessern des Wärmeableitungsvermögens eines Halbleiterelements und des Wärmeableitungsvermögens einer Zuleitungselektrode, ohne die Größe des Produkts zu vergrößern.

Mittel, um das Problem zu lösen 

[0008]  Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der in der Beschreibung offenbarten Technik enthält das Folgende: ein Halbleiterelement; eine Zuleitungselektrode mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements an einem Ende der Zuleitungselektrode verbunden ist, wobei die Zuleitungselektrode ein externer Anschluss ist; einen Kühlmechanismus, der auf einer Seite einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements angeordnet ist; und einen Wärmeableitungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode und dem Kühlmechanismus thermisch verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode benachbarter als dem einen Ende ist, wobei der Wärmeableitungsmechanismus zumindest eine isolierende Schicht enthält.

Effekte der Erfindung 

[0009]  Die Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der in der Beschreibung offenbarten Technik beinhaltet das Folgende: ein Halbleiterelement; eine Zuleitungselektrode mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements an einem Ende der Zuleitungselektrode verbunden ist, wobei die Zuleitungselektrode ein externer Anschluss ist; einen Kühlmechanismus, der auf einer Seite einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements angeordnet ist; und einen Wärmeableitungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode und dem Kühlmechanismus thermisch verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode benachbarter als dem einen Ende ist, wobei der Wärmeableitungsmechanismus zumindest eine isolierende Schicht enthält. Solch eine Ausgestaltung verbessert das Wärmeableitungsvermögen des Halbleiterelements und das Wärmeableitungsvermögen der Zuleitungselektrode, ohne die Größe des Produkts zu vergrößern.

[0010]  Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Beschreibung werden aus der folgenden detaillierten Darlegung der Beschreibung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.

Figurenliste 

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um ein Halbleiterelement gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung zu verwirklichen.

Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 10 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu erreichen.

Fig. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 12 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Fig. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zu verwirklichen.

Beschreibung der (von) Ausführungsform(en) 

[0011]  Die Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematisch. Folglich sind wechselseitige Beziehungen zwischen den Größen und Positionen von Abbildungen, die in verschiedenen Zeichnungen veranschaulicht sind, nicht notwendigerweise exakt und können somit wie jeweils angegeben geändert werden. Die folgende Beschreibung hindurch sind gleiche Komponenten durch die gleichen Symbole bezeichnet und sind auch mit den gleichen Namen und den gleichen Funktionen versehen. Daher kann die detaillierte Beschreibung der gleichen Komponenten weggelassen werden.

[0012]  Die folgende Beschreibung hindurch werden jegliche Begriffe wie etwa „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „seitlich“, „unterer“, „vorderer“ und „hinter“, die spezifische Positionen und spezifische Richtungen angeben, um des einfachen Verständnisses der Ausführungsformen willen verwendet. Diese Begriffe haben folglich nichts mit tatsächlichen Richtungen zu tun, wenn die Ausführungsformen tatsächlich implementiert werden.

<Erste Ausführungsform> 

[0013]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0014]  Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist, wobei die Zuleitungselektrode 102 ein externer Anschluss ist; einen Wärmespreizer 105, der mit einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 107 verbunden ist; eine Zuleitungselektrode 106, die mit einer oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist; eine isolierende Schicht 104H, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist; ein Wärmeableitungsmaterial 108F, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104H verbunden ist; und einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108F verbunden ist.

[0015]  In der in Fig. 1 veranschaulichten Struktur wird im Halbleiterelement 100 erzeugte Wärme durch das Lot 107, den Wärmespreizer 105, die isolierende Schicht 104H und das Wärmeableitungsmaterial 108F abgeleitet, die alle unter dem Halbleiterelement 100 angeordnet sind. Auf der anderen Seite weist die über dem Halbleiterelement 100 durch das Lot 101 verbundene Zuleitungselektrode 102 keinen Wärmeableitungsmechanismus auf. Folglich hat die Zuleitungselektrode 102 aufgrund der Wärmeerzeugung des Halbleiterelements 100 oder der Wärmeerzeugung der Zuleitungselektrode 102 selbst eine hohe Temperatur. Die Zuleitungselektrode 102, von der man erwartet, dass sie eine höhere Temperatur hat, während die Leistung eines Stroms zunimmt, muss beispielsweise eine große Breite oder eine große Dicke aufweisen, um ihre Wärmeerzeugung zu umgehen.

[0016]  Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 2 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: das Halbleiterelement 100; die Zuleitungselektrode 102 mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch das Lot 101 an einem Ende der Zuleitungselektrode 102 verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103, der mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als dem einen Ende ist; eine isolierende Schicht 104, die zumindest teilweise mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103 verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104 verbunden ist. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner den Wärmespreizer 105, der mit der unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch das Lot 107 verbunden ist, und die Zuleitungselektrode 106, die mit der oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist. Die isolierende Schicht 104 ist mit der unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden. Die isolierende Schicht 104 erstreckt sich hier durchgehend von der unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 zur unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103. Das heißt, die isolierende Schicht 104 umfasst einen Bereich auf der unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 und einen Bereich auf der unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103, wobei diese Bereiche durchgehend ausgebildet sind. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner den Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108 auf einer Seite der unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 verbunden ist. Der Wärmeableitungsblock 103, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 sind hier thermisch miteinander verbunden und werden als ein Wärmeableitungsmechanismus betrachtet, der zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 und dem Kühlmechanismus 109 angeordnet ist, wobei die untere Oberfläche der Seite des anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als dem einen Ende der Zuleitungselektrode 102 ist.

[0017]  Ein Beispiel des Halbleiterelements 100 ist ein Halbleiterchip, wie etwa ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Beispiele des Wärmeableitungsmaterials 108, des Wärmeableitungsblocks 103 und des Wärmespreizers 105 enthalten ein Metall wie etwa Cu, Ni, Al und Mo, eine Legierung davon und eine das Metall und die Legierung enthaltende gestapelte Struktur. Ein Beispiel des Kühlmechanismus 109 ist eine eine Rippenstruktur enthaltende Struktur.

[0018]  Die im Halbleiterelement 100 erzeugte Wärme wird von der unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch das Lot 107, den Wärmespreizer 105, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Ferner wird die im Halbleiterelement 100 erzeugte Wärme von der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch das Lot 101, die Zuleitungselektrode 102, den Wärmeableitungsblock 103 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet.

[0019]  Die Wärme, welche über diese Pfade gelangt, wird von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Außerdem wird die Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102 selbst während des Durchgangs des Stroms erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102 bzw. wirkt diesem entgegen.

[0020]  Der Wärmeableitungsblock 103 kann eine größere Dicke als der Wärmespreizer 105 aufweisen. Dies beseitigt die Notwendigkeit, die Zuleitungselektrode 102 zu biegen. Beispiele des Kühlmechanismus 109 umfassen die Folgenden: den Kühlmechanismus 109, der mit dem Wärmeableitungsmaterial 108 verbunden ist, wobei ein Wärmeableitungsfett und eine Platte zur Luftkühlung dazwischen angeordnet sind; den Kühlmechanismus, der mit dem Wärmeableitungsmaterial 108 verbunden ist, wobei das Wärmeableitungsfett und eine Platte zur Wasserkühlung dazwischen angeordnet sind; und den Kühlmechanismus 109, der mit dem Wärmeableitungsmaterial 108 direkt verbunden ist.

<Zweite Ausführungsform> 

[0021]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen der Halbleitervorrichtung gemäß der oben erwähnten Ausführungsform und der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden folglich nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0022]  Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102A, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103A, der mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist; eine isolierende Schicht 104, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Wärmespreizer 105 und eine Zuleitungselektrode 106. Die isolierende Schicht 104 ist mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden. Die Halbleitervorrichtung enthält ferner einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108 verbunden ist.

[0023]  Die Zuleitungselektrode 102A und der Wärmeableitungsblock 103A haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt hat die Zuleitungselektrode 102A ein Loch 200, das von einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A zu der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A durchgeht. Außerdem hat der Wärmeableitungsblock 103A eine obere Oberfläche, die mit einem Schraubenloch 201 versehen ist, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 201 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind.

[0024]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A.

<Dritte Ausführungsform> 

[0025]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden folglich nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0026]  Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102B, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103B, der mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B verbunden ist; eine isolierende Schicht 104, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103B verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Wärmespreizer 105 und eine Zuleitungselektrode 106. Die isolierende Schicht 104 ist mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108 verbunden ist.

[0027]  Die Zuleitungselektrode 102B und der Wärmeableitungsblock 103B haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt hat die Zuleitungselektrode 102B ein Loch 202, das von einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B zur unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B durchgeht. Außerdem hat der Wärmeableitungsblock 103B eine obere Oberfläche, die mit einem Vorsprung 203 versehen ist, der das durchgehende Loch 202 der Zuleitungselektrode 102B durchdringt, wobei der Vorsprung 203 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind.

[0028]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102B selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102B und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103B, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102B.

<Vierte Ausführungsform> 

[0029]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden somit nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0030]  Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102A, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103A, der mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist; eine isolierende Schicht 104B, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108B, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104B verbunden ist. Ferner enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: einen Wärmespreizer 105, der mit einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 107 verbunden ist; eine Zuleitungselektrode 106, die mit einer oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist; eine isolierende Schicht 104A, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108A, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104A verbunden ist. Überdies enthält die Halbleitervorrichtung einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108B verbunden ist.

[0031]  Die Zuleitungselektrode 102A und der Wärmeableitungsblock 103A haben jeweils eine Form um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt weist die Zuleitungselektrode 102A ein durchgehendes Loch 200 auf. Außerdem weist der Wärmeableitungsblock 103A ein Schraubenloch 201 auf, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 201 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Ferner sind eine isolierende Schicht 104A, die mit einer unteren Oberfläche eines Wärmespreizers 105 verbunden ist, und die isolierende Schicht 104B, die mit der unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A verbunden ist, voneinander beabstandet. Ferner sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104A verbunden ist, und das Wärmeableitungsmaterial 108B, das mit der unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104B verbunden ist, voneinander beabstandet.

[0032]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Ferner sind die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B voneinander beabstandet; außerdem sind das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B voneinander beabstandet. Dies ermöglicht, dass die Form zum Befestigen der externen Stromschiene geändert wird, indem nur eine Struktur, die die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B umfasst, unabhängig von einer Struktur geändert wird, auf der das Halbleiterelement 100 angeordnet ist, wobei die Struktur die isolierende Schicht 104A und das Wärmeableitungsmaterial 108A umfasst. Es wird besonders erwähnt, dass die in Fig. 4 veranschaulichte Struktur zwei separate isolierende Schichten enthalten kann: eine ist dem Halbleiterelement 100 benachbart; und die andere ist dem Wärmeableitungsblock 103B benachbart. Es wird ebenfalls besonders erwähnt, dass die in Fig. 4 veranschaulichte Struktur zwei separate Wärmeableitungsmaterialien enthalten kann: eines ist dem Halbleiterelement 100 benachbart; und das andere ist dem Wärmeableitungsblock 103B benachbart.

<Fünfte Ausführungsform> 

[0033]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zu bezeichnen; somit werden identische Komponenten nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0034]  Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102A mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 an einem Ende der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103A, der mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite des anderen Endes der Zuleitungselektrode 102A benachbarter als dem einen Ende ist; eine isolierende Schicht 104C, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108C, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104C verbunden ist. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner das Folgende: einen Wärmespreizer 105, der mit einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 107 verbunden ist; eine Zuleitungselektrode 106, die mit einer oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist, eine isolierende Schicht 104A, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden ist, und ein Wärmeableitungsmaterial 108A, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104A verbunden ist. Die Halbleitervorrichtung umfasst weiter einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108C verbunden ist.

[0035]  Darüber hinaus enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: eine externe Stromschiene 111 mit einem Ende, das mit einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist, wobei die obere Oberfläche auf einer Seite des anderen Endes der Zuleitungselektrode 102A liegt; und einen Wärmeableitungsblock 110, der mit einer unteren Oberfläche der Stromschiene 111 verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Stromschiene 111 benachbarter als dem einen Ende der Stromschiene 111 ist. Der Wärmeableitungsblock 110 ist hier auch mit einer oberen Oberfläche der isolierenden Schicht 104C verbunden, welche mit der unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A verbunden ist.

[0036]  Die Zuleitungselektrode 102A und der Wärmeableitungsblock 103A haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen der externen Stromschiene 111 aufzunehmen. Genauer gesagt weist die Zuleitungselektrode 102A ein durchgehendes Loch 200 auf. Der Wärmeableitungsblock 103A weist außerdem ein Schraubenloch 201 auf, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 201 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Darüber hinaus weist die externe Stromschiene 111 ein durchgehendes Loch 204 auf. Das durchgehende Loch 204 der externen Stromschiene 111 ist auf dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A überlagert. Ferner sind noch die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104C voneinander beabstandet. Weiter sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108C voneinander beabstandet. Es wird besonders erwähnt, dass die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104C durchgehend ausgebildet sein können. Es wird ebenfalls besonders erwähnt, dass das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108C durchgehend ausgebildet sein können.

[0037]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die externe Stromschiene 111, den Wärmeableitungsblock 110, die isolierende Schicht 104C und das Wärmeableitungsmaterial 108C zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Ferner sind die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104C voneinander beabstandet; außerdem sind das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108C voneinander beabstandet. Dies ermöglicht, dass die Form zum Befestigen der externen Stromschiene 111 geändert wird, indem nur eine Struktur, die die isolierende Schicht 104C und das Wärmeableitungsmaterial 108C umfasst, unabhängig von einer Struktur geändert wird, auf der das Halbleiterelement 100 angeordnet ist, wobei die Struktur die isolierende Schicht 104A und das Wärmeableitungsmaterial 108A umfasst. Ferner erstrecken sich die isolierende Schicht 104C und das Wärmeableitungsmaterial 108C noch so, dass sie die Stromschiene 111 und eine untere Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 110 erreichen. Dies schafft eine effiziente Wärmeableitung.

<Sechste Ausführungsform> 

[0038]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden somit nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0039]  Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 7 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung ein Halbleiterelement 100, eine Zuleitungselektrode 102A, einen Wärmeableitungsblock 103A, eine isolierende Schicht 104B und ein Wärmeableitungsmaterial 108B. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung einen Wärmespreizer 105, eine Zuleitungselektrode 106, eine isolierende Schicht 104A und ein Wärmeableitungsmaterial 108A. Die Halbleitervorrichtung enthält darüber hinaus einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108B verbunden ist.

[0040]  Die Zuleitungselektrode 102A und der Wärmeableitungsblock 103A weisen jeweils eine Form auf, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt, weist die Zuleitungselektrode 102A ein durchgehendes Loch 200 auf. Außerdem weist der Wärmeableitungsblock 103A ein Schraubenloch 201 auf, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 201 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Ferner sind die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B voneinander beabstandet. Darüber hinaus sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B voneinander beabstandet.

[0041]  Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner ein Harzteil 112, das die Form freilegt, um die Schraube zum Befestigen der externen Stromschiene aufzunehmen, und die gesamte Halbleitervorrichtung bedeckt. Genauer gesagt bedeckt das Harzteil 112 zumindest einen Teil des Wärmeableitungsblocks 103A und ein Ende der Zuleitungselektrode 102A. Das Harzteil 112 besteht zum Beispiel aus einem Epoxidharz.

[0042]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Außerdem weist die Halbleitervorrichtung, welche mit dem Harzteil 112 bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf.

<Siebte Ausführungsform> 

[0043]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden somit nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0044]  Fig. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 8 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung ein Halbleiterelement 100, eine Zuleitungselektrode 102A, einen Wärmeableitungsblock 103A, eine isolierende Schicht 104B und ein Wärmeableitungsmaterial 108B. Außerdem enthält die Halbleitervorrichtung einen Wärmespreizer 105, eine Zuleitungselektrode 106, eine isolierende Schicht 104A und ein Wärmeableitungsmaterial 108A. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108B verbunden ist.

[0045]  Die Zuleitungselektrode 102A und der Wärmeableitungsblock 103A haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt weist die Zuleitungselektrode 102A ein durchgehendes Loch 200 auf. Außerdem weist der Wärmeableitungsblock 103A ein Schraubenloch 201 auf, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 201 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Ferner sind noch die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B voneinander beabstandet. Darüber hinaus sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B voneinander beabstandet.

[0046]  Die Halbleitervorrichtung umfasst weiter ein Harzteil 112A, das das Wärmeableitungsmaterial 108A, die isolierende Schicht 104A, den Wärmespreizer 105, einen Teil der Zuleitungselektrode 106, ein Lot 107, das Halbleiterelement 100, ein Lot 101 und einen Teil der Zuleitungselektrode 102 bedeckt. Die Halbleitervorrichtung enthält ferner ein Harzteil 112B, das das Wärmeableitungsmaterial 108B, die isolierende Schicht 104B, den Wärmeableitungsblock 103A und den Teil der Zuleitungselektrode 102A bedeckt. Das Harzteil 112B, das zumindest einen Teil des Wärmeableitungsblocks 103A bedeckt, und das Harzteil 112A, das ein Ende der Zuleitungselektrode 102A bedeckt, sind voneinander entfernt. Das Harzteil 112A und das Harzteil 112B sind jeweils zum Beispiel aus einem Epoxidharz geschaffen.

[0047]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Außerdem weist die Halbleitervorrichtung, welche mit dem Harzteil 112A und dem Harzteil 112B bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf. Ferner sind noch das Harzteil 112A und das Harzteil 112B voneinander beabstandet. Dies ermöglicht, dass das Harzteil 112B in einer flexiblen Reaktion auf eine Änderung einer die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B umfassenden Struktur unabhängig von einer Struktur vorgesehen wird, auf der das Halbleiterelement 100 angeordnet ist, wobei die Struktur die isolierende Schicht 104A und das Wärmeableitungsmaterial 108A umfasst. Als Folge wird eine Form zum Befestigen der externen Stromschiene flexibel geändert.

<Achte Ausführungsform> 

[0048]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zu bezeichnen; identische Komponenten werden somit nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0049]  Fig. 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 9 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102A, eine Mutter 205, die mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103C, der mit einer unteren Oberfläche der Mutter 205 verbunden ist; eine isolierende Schicht 104B, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103C verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108B. Weiter enthält die Halbleitervorrichtung einen Wärmespreizer 105, eine Zuleitungselektrode 106, eine isolierende Schicht 104A und ein Wärmeableitungsmaterial 108A. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108B verbunden ist.

[0050]  Die Zuleitungselektrode 102A und die Mutter 205 haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt hat die Zuleitungselektrode 102A ein Loch 200, das von einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A zu der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A durchgeht. Außerdem hat die Mutter 205 ein Schraubenloch 206, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 206 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B sind ferner voneinander beabstandet. Weiterhin sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B voneinander beabstandet. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner ein Harzteil 112, das die Form freilegt, um die Schraube zum Befestigen der externen Stromschiene aufzunehmen, und die gesamte Halbleitervorrichtung bedeckt. Genauer gesagt bedeckt das Harzteil 112 zumindest einen Teil der Mutter 205 und ein Ende der Zuleitungselektrode 102A. Es wird besonders erwähnt, dass die Halbleitervorrichtung zwei separate Harzteile umfassen kann: eines ist dem Halbleiterelement 100 benachbart; und das andere ist dem Wärmeableitungsblock 103C benachbart.

[0051]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch die Mutter 205, den Wärmeableitungsblock 103C, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Außerdem weist die Halbleitervorrichtung, welche mit dem Harzteil 112 bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf.

[0052]  Die Mutter 205 ist an einer Stelle angeordnet, wo die externe Stromschiene befestigt wird. Dies schafft eine Struktur, die gegebenenfalls unter einem hohen Drehmoment beim Befestigen an der externen Stromschiene widerstandsfähig ist.

<Neunte Ausführungsform> 

[0053]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zu bezeichnen; somit werden identische Komponenten nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0054]  Fig. 10 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 10 veranschaulicht ist, enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102A, eine Mutter 205A, die mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103D, der mit der unteren und seitlichen Oberflächen der Mutter 205A verbunden ist; eine isolierende Schicht 104B, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103D verbunden ist; und ein Wärmeableitungsmaterial 108B. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Wärmespreizer 105, eine Zuleitungselektrode 106, eine isolierende Schicht 104A und ein Wärmeableitungsmaterial 108A. Die Halbleitervorrichtung enthält darüber hinaus einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108A und einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108B verbunden ist.

[0055]  Die Zuleitungselektrode 102A und die Mutter 205 haben jeweils eine Form, um eine Schraube zum Befestigen einer (nicht dargestellten) externen Stromschiene aufzunehmen. Genauer gesagt weist die Zuleitungselektrode 102A ein durchgehendes Loch 200 auf. Außerdem weist der Wärmeableitungsblock 203A ein Schraubenloch 206 auf, das mit dem durchgehenden Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Verbindung steht, wobei das Schraubenloch 206 seitliche Oberflächen aufweist, die in eine Schraubenform geschnitten sind. Ferner sind die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B voneinander beabstandet. Darüber hinaus sind noch das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B voneinander beabstandet.

[0056]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch die Mutter 205, den Wärmeableitungsblock 103D, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A.

[0057]  Die Mutter 205 ist an einer Stelle angeordnet, wo die externe Stromschiene befestigt wird. Dies schafft eine Struktur, die gegebenenfalls unter einem hohen Drehmoment beim Befestigen an der externen Stromschiene widerstandsfähig ist. Der Wärmeableitungsblock 103D, welcher mit den seitlichen Oberflächen der Mutter 205A sowie der unteren Oberfläche der Mutter 205A in Kontakt ist, hat ein höheres Ableitungsvermögen.

<Zehnte Ausführungsform> 

[0058]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform zu bezeichnen; folglich identische Komponenten werden nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0059]  Fig. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 11 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102B, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist; und eine isolierende Schicht 104D, die mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B verbunden ist. Weiter enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: einen Wärmespreizer 105A, der mit einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 107 verbunden ist; eine Zuleitungselektrode 106, die mit einer oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105A verbunden ist; eine isolierende Schicht 104E, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105A verbunden ist; ein Wärmeableitungsmaterial 108D, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104E verbunden ist; und einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108D verbunden ist. Die isolierende Schicht 104D ist hier mit der oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden. Ferner ist die Zuleitungselektrode 102B teilweise nach unten gebogen und ist an dieser gebogenen Stelle mit der isolierenden Schicht 104D verbunden. Die isolierende Schicht 104D, die isolierende Schicht 104E, der Wärmespreizer 105A und das Wärmeableitungsmaterial 108D sind hier thermisch miteinander verbunden und werden als ein Wärmeableitungsmechanismus betrachtet, der zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B und dem Kühlmechanismus 109 angeordnet ist, wobei die untere Oberfläche einem anderen Ende der Zuleitungselektrode 102B benachbarter als einem Ende der Zuleitungselektrode 102B ist.

[0060]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102B selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch die isolierende Schicht 104D, den Wärmespreizer 105A, die isolierende Schicht 104E und das Wärmeableitungsmaterial 108D zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102B.

<Elfte Ausführungsform> 

[0061]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der elften Ausführungsform zu bezeichnen; folglich werden identische Komponenten nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0062]  Fig. 12 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 12 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102C, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 101 verbunden ist; einen Wärmeableitungsblock 103, der mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102C verbunden ist; eine isolierende Schicht 104 und ein Wärmeableitungsmaterial 108. Die Halbleitervorrichtung enthält ferner einen Wärmespreizer 105 und eine Zuleitungselektrode 106. Die isolierende Schicht 104 ist mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105 verbunden. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108 verbunden ist.

[0063]  Die Halbleitervorrichtung umfasst weiter eine externe Stromschiene 111A, die an die Zuleitungselektrode 102C geschweißt und mit einer oberen Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103 verbunden ist. Die Zuleitungselektrode 102C weist hier einen Vorsprung 207 an einer geschweißten Stelle zwischen der Zuleitungselektrode 102C und der externen Stromschiene 111A auf, wobei der Vorsprung 207 vom Wärmeableitungsblock 103 vorsteht.

[0064]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102C selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102C.

<Zwölfte Ausführungsform> 

[0065]  Das Folgende beschreibt eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform. Identische Bezugssymbole werden verwendet, um identische Komponenten zwischen den Halbleitervorrichtungen gemäß oben erwähnten Ausführungsformen und der Halbleitervorrichtung gemäß der zwölften Ausführungsform zu bezeichnen; folglich werden identische Komponenten nicht weiter ausgeführt.

<Konfiguration einer Halbleitervorrichtung> 

[0066]  Fig. 13 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Struktur, um die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform zu verwirklichen. Wie in Fig. 13 veranschaulicht ist, umfasst die Halbleitervorrichtung das Folgende: ein Halbleiterelement 100; eine Zuleitungselektrode 102; einen Wärmeableitungsblock 103E, der direkt mit einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als einem Ende der Zuleitungselektrode 102 ist; und eine isolierende Schicht 104F, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103E verbunden. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner das Folgende: einen Wärmespreizer 105B, der mit einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 durch ein Lot 107 verbunden ist; eine Zuleitungselektrode 106, die mit einer oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105B verbunden ist; eine isolierende Schicht 104G, die mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105B verbunden ist; ein Wärmeableitungsmaterial 108E, das mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104G verbunden ist; und einen Kühlmechanismus 109, der mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsmaterials 108E verbunden ist. Die isolierende Schicht 104F ist mit der oberen Oberfläche des Wärmespreizers 105B verbunden. Es wird besonders erwähnt, dass sie in Richtung des Wärmeableitungsblocks 103E wie in Fig. 11 veranschaulicht gebogen sein kann.

[0067]  Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102 selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103E, die isolierende Schicht 104F, den Wärmespreizer 105B, die isolierende Schicht 104G und das Wärmeableitungsmaterial 108E zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102C.

<Effekte oben erwähnter Ausführungsformen> 

[0068]  Das Folgende beschreibt Effekte der oben erwähnten Ausführungsformen. Obgleich diese Effekte auf spezifische Konfigurationen, die in den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben sind, auf einer Weise basieren, dass gleiche Effekte erhalten werden, können diese spezifischen Konfigurationen durch verschiedene spezifische Ausführungsformen ersetzt werden, die in der Beschreibung dargelegt sind. Der Austausch kann über mehrere Ausführungsformen vorgenommen werden. Das heißt, Kombinationen der einzelnen Konfigurationen, die in den verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, können gleiche Effekte erbringen.

[0069]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: das Halbleiterelement 100; die Zuleitungselektrode 102 mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 an einem Ende der Zuleitungselektrode 102 verbunden ist, wobei die Zuleitungselektrode 102 ein externer Anschluss ist; den Kühlmechanismus 109, der auf einer Seite einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 angeordnet ist; und den Wärmeableitungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 und dem Kühlmechanismus 109 thermisch verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als dem einen Ende ist, wobei der Wärmeableitungsmechanismus zumindest eine isolierende Schicht (d.h. die isolierende Schicht 104) enthält. Ferner enthält die Halbleitervorrichtung das Folgende: das Halbleiterelement 100; die Zuleitungselektrode 102B mit einer unteren Oberfläche, die mit einer oberen Oberfläche des Halbleiterelements 100 an einem Ende der Zuleitungselektrode 102B verbunden ist; den Kühlmechanismus 109, der auf einer Seite einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 angeordnet ist; und den Wärmeableitungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er zwischen der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B und dem Kühlmechanismus 109 thermisch verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einem anderen Ende der Zuleitungselektrode 102B benachbarter als dem einen Ende ist, wobei der Wärmeableitungsmechanismus zumindest eine isolierende Schicht (d.h. die isolierende Schicht 104D oder die isolierende Schicht 104E) enthält.

[0070]  Solche Konfigurationen verbessern das Wärmeableitungsvermögen des Halbleiterelements 100 und das Wärmeableitungsvermögen der Zuleitungselektroden, welche die externen Anschlüsse sind, ohne die Größe des Produkts zu vergrößern.

[0071]  Es wird besonders erwähnt, dass andere, in der Beschreibung veranschaulichte verschiedene Konfigurationen als die obigen Konfigurationen nach Bedarf weggelassen werden können. Das heißt, die obigen Konfigurationen allein erbringen den oben erwähnten Effekt. Die obigen Konfigurationen können jedoch nach Bedarf zusätzlich zumindest eine der verschiedenen, in der Beschreibung dargelegten Konfigurationen einschließen; das heißt, die obigen Konfigurationen können zusätzlich die in der Beschreibung dargelegten verschiedenen Konfigurationen enthalten, welche von diesen Konfigurationen ausgeschlossen sind. Derartige, zusätzlich enthaltene Konfigurationen erbringen nach wie vor den oben erwähnten Effekt.

[0072]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst der Wärmeableitungsmechanismus einen ersten Wärmeableitungsblock, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108. Der Wärmeableitungsblock 103 entspricht hier dem ersten Wärmeableitungsblock. Der Wärmeableitungsblock 103 ist mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 verbunden, wobei die untere Oberfläche der Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als dem einen Ende ist. Die isolierende Schicht 104 ist zumindest teilweise mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103 verbunden. Das Wärmeableitungsmaterial 108 ist mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104 verbunden. In solch einer Konfiguration wird Wärme, die in der Zuleitungselektrode 102 erzeugt wird, welche der externe Anschluss ist, durch den Wärmeableitungsblock 103, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 übertragen. Dies ermöglicht, dass die Zuleitungselektrode 102 ein hohes Wärmeableitungsvermögen aufweist.

[0073]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die isolierende Schicht 104 einen ersten Bereich, der zwischen dem Halbleiterelement 100 und dem Kühlmechanismus 109 angeordnet ist, und einen zweiten Bereich, der mit der unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103 verbunden ist. Der erste Bereich und der zweite Bereich sind durchgehend ausgebildet. In solch einer Konfiguration werden eine im Halbleiterelement 100 erzeugte Wärme und eine in der Zuleitungselektrode 102 erzeugte Wärme gemeinsam durch die isolierende Schicht 104 zum Kühlmechanismus 109 übertragen. Dies ermöglicht, dass das Halbleiterelement 109 und die Zuleitungselektrode 102 ein hohes Wärmeableitungsvermögen aufweisen.

[0074]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die isolierende Schicht einen ersten Bereich, der zwischen dem Halbleiterelement 100 und dem Kühlmechanismus 109 angeordnet ist, und einen zweiten Bereich, der mit einer unteren Oberfläche des ersten Wärmeableitungsblocks verbunden ist. Die isolierende Schicht 104A entspricht hier dem ersten Bereich. Außerdem entspricht der Wärmeableitungsblock 103 dem ersten Wärmeableitungsblock. Die isolierende Schicht 104B entspricht darüber hinaus dem zweiten Bereich. Die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B sind so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. Das Wärmeableitungsmaterial umfasst ferner einen dritten Bereich, der mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104A verbunden ist, und einen vierten Bereich, der mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104B verbunden ist. Das Wärmeableitungsmaterial 108A entspricht hier dem dritten Bereich. Des Weiteren entspricht das Wärmeableitungsmaterial 108B dem vierten Bereich. In solch einer Konfiguration sind die isolierende Schicht 104A und die isolierende Schicht 104B so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind; außerdem sind das Wärmeableitungsmaterial 108A und das Wärmeableitungsmaterial 108B so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. Dies ermöglicht, dass eine Form zum Befestigen der externen Stromschiene geändert wird, indem nur eine Struktur, die die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B umfasst, unabhängig von einer Struktur geändert wird, auf welcher das Halbleiterelement 100 angeordnet ist, wobei die Struktur die isolierende Schicht 104A und das Wärmeableitungsmaterial 108A umfasst. Als Folge wird eine flexiblere Strukturauswahl erreicht.

[0075]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform weist die Zuleitungselektrode 102A ein Loch 200 auf, das von einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A zu einer unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A durchgeht. Eine obere Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103A weist das Schraubenloch 201 an einer Position auf, die auf dem Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Draufsicht überlagert ist. In solch einer Konfiguration werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103A, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108A zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A.

[0076]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform weist die Zuleitungselektrode 102B ein Loch 202 auf, das von einer oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B zu der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B durchgeht. Eine obere Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 103B weist den Vorsprung 203 an einer Position auf, die auf dem Loch 202 der Zuleitungselektrode 102B überlagert ist. In solch einer Konfiguration werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102B selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102B und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103B, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108A zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102B.

[0077]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform weist die Zuleitungselektrode 102A das Loch 200 auf, das von der oberen Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A zu der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102A durchgeht. Die Halbleitervorrichtung umfasst ferner die Mutter 205 mit dem Schraubenloch 206 an einer Position, die auf dem Loch 200 der Zuleitungselektrode 102A in Draufsicht überlagert ist. Der erste Wärmeableitungsblock ist zumindest mit einer unteren Oberfläche der Mutter 205 verbunden. Der Wärmeableitungsblock 103C entspricht hier dem ersten Wärmeableitungsblock. In solch einer Konfiguration werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103C, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Ferner ist die Mutter 205 an einer Stelle angeordnet, wo die externe Stromschiene befestigt wird. Dies ermöglicht eine Struktur, die gegebenenfalls unter einem hohen Drehmoment beim Befestigen an der externen Stromschiene widerstandsfähig ist.

[0078]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform ist der erste Wärmeableitungsblock mit einer unteren Oberfläche der Mutter 205A und seitlichen Oberflächen der Mutter 205A verbunden. Der Wärmeableitungsblock 103D entspricht hier dem ersten Wärmeableitungsblock. In solch einer Konfiguration werden Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102A selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, und Wärme, die in einem Kontaktbereich zwischen der Zuleitungselektrode 102A und der externen Stromschiene erzeugt wird, durch die Mutter 205A, den Wärmeableitungsblock 103D, die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102A. Ferner ist die Mutter 205 an einer Stelle angeordnet, wo die externe Stromschiene befestigt wird. Dies schafft eine Struktur, die gegebenenfalls unter einem hohen Drehmoment beim Befestigen an der externen Stromschiene widerstandsfähig ist. Ferner weist noch der Wärmeableitungsblock 103D, welcher zusätzlich zu der unteren Oberfläche der Mutter 205A mit den seitlichen Oberflächen der Mutter 205A in Kontakt ist, ein hohes Ableitungsvermögen auf.

[0079]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die Halbleitervorrichtung das Harzteil 112, das vorgesehen ist, um zumindest einen Teil der Mutter 205 und das eine Ende der Zuleitungselektrode 102A zu bedecken. In solch einer Konfiguration weist die Halbleitervorrichtung, die mit dem Harzteil 112 bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf.

[0080]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die Halbleitervorrichtung die Stromschiene 111 mit einem Ende, das mit einer Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102A verbunden ist, und einen zweiten Wärmeableitungsblock, der mit einer unteren Oberfläche der Stromschiene 111 verbunden ist, wobei die untere Oberfläche einer Seite des anderen Endes der Stromschiene 111 benachbarter als dem einen Ende ist. Hier entspricht der Wärmeableitungsblock 110 dem zweiten Wärmeableitungsblock. Ein zweiter Bereich der isolierenden Schicht ist ferner auch mit einer unteren Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 110 verbunden. Die isolierende Schicht 104C entspricht hier dem zweiten Bereich. In solch einer Konfiguration erstrecken sich die isolierende Schicht 104C und das Wärmeableitungsmaterial 108C so, dass sie die untere Oberfläche der Stromschiene 111 und die untere Oberfläche des Wärmeableitungsblocks 110 erreichen. Dies erzielt eine effiziente Wärmeableitung.

[0081]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform weist die Zuleitungselektrode 102C den Vorsprung 207 auf einer Seite des anderen Endes der Zuleitungselektrode 102C auf. Ferner ist die Stromschiene 111A an den Vorsprung 207 der Zuleitungselektrode 102C geschweißt. Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102C selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103, die isolierende Schicht 104 und das Wärmeableitungsmaterial 108 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102C.

[0082]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die Halbleitervorrichtung das Harzteil 112, das vorgesehen ist, um zumindest einen Teil des ersten Wärmeableitungsblocks und das eine Ende der Zuleitungselektrode 102A zu bedecken. Der Wärmeableitungsblock 103A entspricht hier dem ersten Wärmeableitungsblock. In solch einer Konfiguration weist die Halbleitervorrichtung, die mit dem Harzteil 112 bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf.

[0083]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst das Harzteil einen fünften Bereich, der zumindest einen Teil des ersten Wärmeableitungsblocks bedeckt, und einen sechsten Bereich, der das eine Ende der Zuleitungselektrode 102A bedeckt. Der Wärmeableitungsblock 103A entspricht hier dem ersten Wärmeableitungsblock. Das Harzteil 112B entspricht darüber hinaus dem fünften Bereich. Das Harzteil 112A entspricht überdies dem sechsten Bereich. Ferner sind das Harzteil 112B und das Harzteil 112A so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. In solch einer Konfiguration weist die Halbleitervorrichtung, welche mit dem Harzteil 112A und dem Harzteil 112B bedeckt ist, eine hohe Betriebssicherheit auf. Das Harzteil 112A und das Harzteil 112B sind ferner so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. Dies ermöglicht, dass das Harzteil 112B in einer flexiblen Reaktion auf eine Änderung einer Struktur, die die isolierende Schicht 104B und das Wärmeableitungsmaterial 108B umfasst, unabhängig von einer Struktur vorgesehen wird, auf welcher das Halbleiterelement 100 angeordnet ist, wobei die Struktur die isolierende Schicht 104A und das Wärmeableitungsmaterial 108A umfasst. Als Folge wird eine Form zum Befestigen der externen Stromschiene flexibel geändert.

[0084]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst der Wärmeableitungsmechanismus den Wärmespreizer 105A, eine zweite isolierende Schicht und das Wärmeableitungsmaterial 108D. Die isolierende Schicht 104E entspricht hier der zweiten isolierenden Schicht. Der Wärmespreizer 105A ist mit der unteren Oberfläche des Halbleiterelements 100 verbunden und mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B verbunden, wobei eine erste isolierende Schicht der isolierenden Schicht dazwischen angeordnet ist. Die isolierende Schicht 104D entspricht hier der ersten isolierenden Schicht. Die isolierende Schicht 104E ist mit einer unteren Oberfläche des Wärmespreizers 105A verbunden. Das Wärmeableitungsmaterial 108D ist mit einer unteren Oberfläche der isolierenden Schicht 104E verbunden. Solch eine Konfiguration ermöglicht, dass Wärme von sowohl oberen als auch unteren Oberflächen des Halbleiterelements 100 zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet wird. Außerdem wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102B selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch die isolierende Schicht 104D, den Wärmespreizer 105A, die isolierende Schicht 104E und das Wärmeableitungsmaterial 108D abgeleitet. Dies verhindert einen Temperaturanstieg der Zuleitungselektrode 102B.

[0085]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform ist die untere Oberfläche der Zuleitungselektrode 102B, die mit dem Wärmespreizer 105A verbunden ist, so vorgesehen, dass sie in Richtung des Wärmespreizers 105A gebogen ist. Die Zuleitungselektrode 102B kann eine Höhe an einer Stelle aufweisen, wo die Zuleitungselektrode 102B mit dem Halbleiterelement 100 verbunden ist, und eine andere Höhe an einer Stelle aufweisen, wo die Zuleitungselektrode 102B mit dem Wärmespreizer 105A verbunden ist. Die oben erwähnte Konfiguration ermöglicht, dass das Halbleiterelement 100 mit dem Wärmespreizer 105A geeignet verbunden wird, indem die Form der Zuleitungselektrode 102B, welche in Richtung des Wärmespreizers 105A gebogen ist, nach Bedarf eingestellt wird.

[0086]  Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform umfasst die Halbleitervorrichtung den Wärmeableitungsblock 103E, der mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 direkt verbunden ist, wobei die untere Oberfläche der Seite eines anderen Endes der Zuleitungselektrode 102 benachbarter als dem einen Ende ist. Ferner ist der Wärmespreizer 105B mit der unteren Oberfläche der Zuleitungselektrode 102 verbunden, wobei der Wärmeableitungsblock 103E und die erste isolierende Schicht dazwischen angeordnet sind. Die isolierende Schicht 104F entspricht hier der ersten isolierenden Schicht. In solch einer Konfiguration wird Wärme, die von der Zuleitungselektrode 102 selbst während des Durchgangs eines Stroms erzeugt wird, durch den Wärmeableitungsblock 103E, die isolierende Schicht 104F, den Wärmespreizer 105B, die isolierende Schicht 104G und das Wärmeableitungsmaterial 108E zum Kühlmechanismus 109 abgeleitet.

<Modifikationen oben erwähnter Ausführungsformen> 

[0087]  Die Materialqualität, das Material, die Größe und Form jeder Komponente, die Positionen von Komponenten relativ zueinander und Bedingungen für eine Implementierung, die in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben wurden, sind in allen Aspekten veranschaulichend. Folglich sind sie nicht auf das beschränkt, was in der Beschreibung dargelegt ist. Dementsprechend können zahlreiche, nicht dargestellte Variationen innerhalb des Umfangs der in der Beschreibung offenbarten Technik angenommen werden. Beispiele von Variationen umfassen die Modifikation, Hinzufügung und Weglassung von zumindest einer Komponente. Ein anderes Beispiel ist ein Extrahieren zumindest einer Komponente aus zumindest einer der Ausführungsformen und ein anschließendes Kombinieren der extrahierten Komponente mit einer anderen Komponente einer verschiedenen Ausführungsform.

[0088]  Sofern nicht ansonsten widersprochen wird, kann „eine“ Komponente, die in jeder der Ausführungsformen beschrieben ist, „eine oder mehrere“ Komponenten umfassen. Ferner sind individuelle Komponenten konzeptionelle Einheiten. Folglich kann eine Komponente mehrere Strukturen enthalten, kann eine Komponente einem Teil einer gewissen Struktur entsprechen, und mehrere Komponenten können in einer Struktur enthalten sein. Jede Komponente schließt eine Struktur einer verschiedenen Konfiguration oder einer verschiedenen Form ein, solange die Struktur der verschiedenen Konfiguration oder der verschiedenen Form die gleiche Funktion erzielt.

[0089]  Auf das in der Beschreibung Dargelegte wird für alle Zwecke hinsichtlich der vorliegenden Technik verwiesen. Dies ist somit kein Zugeständnis, dass irgendein Teil der hierin gelieferten Beschreibungen herkömmliche Techniken sind.

[0090]  Falls die oben erwähnten Ausführungsformen Beschreibungen über Materialien enthalten, die nicht besonders spezifiziert sind, ist davon auszugehen, dass ein Beispiel dieser Materialien eine Legierung ist, die andere Zusätze innerhalb dieser Materialien enthält, sofern nicht ansonsten widersprochen wird.

Bezugszeichenliste 

[0091]  100 Halbleiterelement, 101, 107 Lot, 102, 102A, 102B, 102C, 106 Zuleitungselektrode, 103, 103A, 103B, 103C, 103D, 103E, 110 Wärmeableitungsblock, 104, 104A, 104B, 104C, 104D, 104E, 104F, 104G, 104H isolierende Schicht, 105, 105A, 105B Wärmespreizer, 108, 108A, 108B, 108C, 108D, 108E, 108F Wärmeableitungsmaterial, 109 Kühlmechanismus, 111, 111A Stromschiene, 112, 112A, 112B Harzteil, 200, 202, 204 Loch, 201, 206, 206A Schraubenloch, 203, 207 Vorsprung und 205, 205A Mutter.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG 

[0000]  Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur 

[0000] 

JP 2013149730 [0005]