JP2014082274A

JP2014082274A - 半導体装置

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Publication number: JP2014082274A
Application number: JP2012228208A
Authority: JP
Inventors: Munehiko Masutani; 宗彦増谷; Shigekazu Higashimoto; 繁和東元
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-05-08

Abstract

【課題】冷却器上に接合された基板の周囲を覆う枠部と蓋との間に樹脂が封入された構成の半導体装置において、半導体素子の上面電極に接合されたバスバーの一端を、冷却器と基板との接合面と平行に取り出すことができる半導体装置を提供する。
【解決手段】冷却器１１と、冷却器１１上に接合された絶縁基板１３と、絶縁基板１３における冷却器１１と反対側の面に設けられた配線層１８に下面電極１９が接合された半導体素子１４，１５とを有する。また、半導体素子１４，１５の上面電極２０に接合され、絶縁基板１３の冷却器１１との接合面に沿って１方向に延びるとともに、一端が絶縁基板１３からはみ出るバスバー２１ａ，２２ａ等と、絶縁基板１３の側面のうち少なくともバスバーがはみ出ない側面を覆う枠部２５と、枠部２５に結合されて樹脂の充填領域を形成する蓋２７とを有する。絶縁基板１３と蓋２７との間に樹脂２４が充填されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関する。

半導体装置としてヒートシンクの上面に接合された基板上に形成された配線層に下面電極が接合され、上面電極がバスバーに接合された状態で半導体素子を備えたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。この種の半導体装置の製造は、ヒートシンクに接合された基板上への半導体素子の実装、半導体素子や回路パターンと外部接続端子とのワイヤボンディングが行われた後、半導体素子等がシリコーンゲルで被覆され、シリコーンゲルがエポキシ樹脂で被覆される。またシリコーンゲルを使用せずにエポキシ樹脂のみで半導体素子等を被覆する方法もある。シリコーンゲルやエポキシ樹脂の充填は、基板の周囲に枠体を配置した状態で行われ、枠体が半導体装置の一部を構成する場合と、枠体が半導体装置の一部を構成しない場合とがある。枠体が半導体装置の一部を構成しない場合は、エポキシ樹脂の硬化後に枠体を除去する。

特許４７５５２９２号公報

従来の半導体装置では、半導体素子の上面電極に接続されるバスバーは、枠体との干渉を回避するため、バスバーは上面電極との接合部と反対側の端部が接合部と垂直方向に延びるように折り曲げられた状態で上面電極に接合されている。そのため、バスバーの端部が半導体装置の外面から厚み方向に延出し、半導体装置が大型化する。また、折り曲げられた構造のバスバーを上下方向に延びる状態で上面電極に接合する場合、バスバーを上面電極上に載置しただけでは安定性に欠けるため、バスバー毎に支持用の治具で支持した状態で接合する必要があり、接合作業に手間が掛かる。一方、バスバーをヒートシンクと平行に延びる状態で上面電極に接合するためには、枠体とバスバーとの干渉を回避する必要がある。そのため、枠体に切り欠きを設けた場合は、切り欠きの部分から未硬化の封止用樹脂が漏れ出るのを防止する手段が必要となり封止作業（樹脂の充填作業）に手間が掛かる。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は冷却器上に接合された基板の周囲を覆う枠部と、蓋との間に樹脂が封入された構成の半導体装置において、半導体素子の上面電極に接合されたバスバーの一端を、冷却器と基板との接合面と平行に取り出すことができる半導体装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、冷却器と、前記冷却器上に接合された基板と、前記基板における前記冷却器と反対側の面に設けられた配線層に下面電極が接合された半導体素子と、前記半導体素子の上面電極に接合され、前記基板の前記冷却器との接合面に沿って１方向に延びるとともに、一端が前記基板からはみ出るバスバーと、前記基板の側面のうち少なくとも前記バスバーがはみ出ない側面を覆う枠部と、前記枠部に結合されて樹脂の充填領域を形成する蓋とを有し、前記基板と前記蓋との間に前記樹脂が充填されている。ここで、「冷却器」とは、冷媒通路を有するとともにその冷媒通路を流れる冷媒によって強制的に冷却を行う冷却器に限らず、周囲への放熱のみで冷却を行うもの、例えば、放熱部材を含む。また、「半導体素子の下面電極」とは、半導体素子の冷却器と対向する側の面（下面）に設けられた電極を意味し、「半導体素子の上面電極」とは、半導体素子の冷却器と対向する側の面と反対側の面（上面）に設けられた電極を意味する。

この発明では、冷却器の基板が接合される側の面と、枠部と、蓋とにより構成される樹脂充填領域内に、基板と、基板に接合された半導体素子と、半導体素子の上面電極に接続されたバスバーの一部が収容された状態で、基板、半導体素子及びバスバーが樹脂で封止されており、バスバーの一部は封止樹脂から突出した状態に設けられている。したがって、冷却器上に接合された基板の周囲を覆う枠部と、蓋との間に樹脂が封入された構成の半導体装置において、半導体素子の上面電極に接合されたバスバーの一端を、冷却器と基板との接合面と平行に取り出すことができる半導体装置を提供することができる。また、バスバーを冷却器の基板との接合面と平行に延びる状態で上面電極に接合する場合でも、樹脂充填領域のバスバーの突出側を上側にして樹脂の充填を行うことにより、未硬化の封止用樹脂が漏れ出るのを防止する手段を設けることなく封止作業（樹脂の充填作業）を簡単に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体素子としてスイッチング素子を有し、前記枠部には制御線が設けられ、前記制御線の少なくとも一部が前記蓋と対向配置されている。この発明では、半導体素子としてスイッチング素子を有するため、スイッチング素子としての半導体素子に制御信号（電圧）を供給する制御線が必要になる。しかし、制御線の少なくとも一部が蓋と対向配置されているため、即ち制御線の一部が枠部の上面に存在するため、制御線と半導体素子とを電気的に接続する配線の接合作業（例えば、ワイヤボンディング）が容易になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体素子としてスイッチング素子を有し、前記蓋は制御基板を兼ねており、前記枠部には制御線が設けられている。この発明では、半導体素子としてスイッチング素子を有するため、スイッチング素子としての半導体素子に制御信号（電圧）を供給する制御基板が必要になる。蓋が制御基板を兼ねているため、半導体装置と別体に制御基板を設ける構成に比べて、小型化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記蓋は電磁波シールド材としての金属板を有する。半導体素子がスイッチング制御されるとノイズが発生し、ノイズが制御基板上の制御部に悪影響を与える。この発明では、蓋が電磁波シールド材としての金属板を有するため、ノイズが制御部に悪影響を与えない。

本発明によれば、冷却器上に接合された基板の周囲を覆う枠部と、蓋との間に樹脂が封入された構成の半導体装置において、半導体素子の上面電極に接続されたバスバーの一端を、冷却器と基板との接合面と平行に取り出すことができる半導体装置を提供することができる。

（ａ）は一実施形態における半導体装置の斜視図、（ｂ）は枠部の内側近傍で冷却器の長手方向と直交する平面で切断した概略断面図。ワイヤ配線、樹脂及び蓋を除去した状態のインバータモジュールの斜視図。インバータモジュールの回路図。製造工程でワイヤボンディング後に蓋をした状態のインバータモジュールの斜視図。封止樹脂を注入する状態の半導体装置の斜視図。制御基板が取り付けられた状態の図１（ｂ）に対応する断面図。別の実施形態の半導体装置の図６に対応する断面図。（ａ），（ｂ）はそれぞれ別の実施形態の図２に対応する斜視図。

以下、本発明を車載用のインバータモジュールに具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１（ａ），（ｂ）及び図２に示すように、半導体装置としてのインバータモジュール１０は、冷却器１１と、冷却器１１上に設けられた三相用のインバータ１２を備えている。インバータ１２は、冷却器１１上に接合された基板としての絶縁基板１３と、絶縁基板１３上に実装された複数の半導体素子１４，１５とを備えている。

絶縁基板１３として、ＤＢＡ基板（ダイレクト・ブレージング・アルミニウム基板）を用いており、図１（ｂ）に示すように、セラミック基板１６の一方の面（下面）に形成されたアルミニウム層１７が冷却器１１に接合され、他方の面（上面）に形成されたアルミニウム層が配線層１８を構成している。半導体素子１４，１５は、絶縁基板１３における冷却器１１と反対側の面に設けられた配線層１８に下面電極１９が接合されている。

半導体素子１４，１５の上面電極２０（図１（ｂ）にのみ図示）にはバスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃが接合されている。バスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、絶縁基板１３の冷却器１１との接合面に沿って１方向に延びるとともに、一端が絶縁基板１３からはみ出る状態で上面電極２０に接合されている。図２に示すように、この実施形態では、絶縁基板１３は平面矩形状の冷却器１１の幅方向の一方寄りに設けられ、バスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃは冷却器１１の幅方向の一端側から突出するように設けられている。各バスバーは銅よりなる。

冷却器１１上には、絶縁基板１３、半導体素子１４，１５及びバスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃの一部を封止する樹脂２４の充填領域を形成する枠部２５が固着されている。枠部２５は、絶縁基板１３の側面のうちバスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃがはみ出ない側面を覆うように平面視コ字状に形成され、冷却器１１の上面の幅方向の両端及び長手方向の一端に沿って延びる部分を有する。枠部２５には複数の信号端子２６がインサート成形されている。図２に示すように、信号端子２６は、一端が枠部２５の上方へ突出し、他端が枠部２５の各バスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃの端部と対応する位置に露出部２６ａが存在するようにインサート成形されている。

枠部２５には、上側に枠部２５と共同して樹脂２４の充填領域を形成する蓋２７が結合されている。この実施形態では、枠部２５の上面に段差部２５ａが形成され、蓋２７は段差部２５ａと嵌合する状態で枠部２５に固着されている。なお、枠部２５の先端寄りには凸部２５ｂが突設され、蓋２７には凸部２５ｂに嵌合する孔が形成されており、その孔が凸部２５ｂに嵌合することにより、所定の位置に位置決めされて枠部２５に嵌合固着されている。

段差部２５ａは、蓋２７の下面が、半導体素子１４の上面に形成されたパッド（図示せず）と信号端子２６とを電気的に接続する配線材であるワイヤＷに対して干渉しない高さに形成されている。そして、絶縁基板１３と蓋２７との間に樹脂２４が充填されている。樹脂２４は、例えばエポキシ樹脂よりなる。なお、図１（ｂ）では樹脂２４のハッチングを省略している。また、この実施形態では、蓋２７は電磁波シールド材としての金属板２７ａを有し、金属板２７ａが樹脂で被覆されている。

次にインバータ１２の回路構成を説明する。図３に示すように、インバータ１２は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に接続されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。各アームは、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２、Ｑ３，Ｑ４、Ｑ５，Ｑ６の直列接続から構成される。この実施形態ではトランジスタとしてＩＧＢＴが使用されている。また、各アームを構成するトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれエミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が接続されている。半導体素子１４はスイッチング素子としてのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６であり、半導体素子１５はダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６である。

次に図２及び図３により、インバータ１２の構成を詳述する。
トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５としての半導体素子１４は、コレクタが下面電極１９として配線層１８に接合され、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５としての半導体素子１５は、カソードが下面電極１９として配線層１８に接合されている。そして、トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５としての半導体素子１４及びダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５としての半導体素子１５の上面電極２０であるエミッタ及びアノードにバスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃが電気的に接続されている。

トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６としての半導体素子１４は、コレクタが下面電極１９として配線層１８に接合され、ダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６としての半導体素子１５は、カソードが下面電極１９として配線層１８に接合されている。そして、トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６としての半導体素子１４及びダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６としての半導体素子１５の上面電極２０であるエミッタ及びアノードにバスバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃが電気的に接続されている。

また、トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５としての半導体素子１４及びダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５としての半導体素子１５の下面電極１９が接合された各配線層１８にバッテリのプラス側端子用のバスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃが電気的に接続されている。

枠部２５に形成された複数の信号端子２６のうち、少なくとも一つがゲート電圧印加用であり、他の信号端子２６としてトランジスタの電流測定用や温度検出用のもの等がある。即ち、信号端子２６は枠部２５に設けられた制御線を構成する。

次にインバータモジュール１０の製造方法を説明する。
先ず、セラミック基板１６の一方の面にアルミニウム層１７が形成され、他方の面に配線層１８が形成された絶縁基板１３と、冷却器１１とを準備する。絶縁基板１３は、例えば、ＤＢＡ基板にエッチング処理を行って作製する。冷却器１１は、例えば、アルミニウムのろう付けにより作製する。

次に、絶縁基板１３をアルミニウム層１７が冷却器１１側になる状態で、冷却器１１にろう付けする。次に配線層１８の所定位置に半導体素子１４，１５を半田接合する。また、冷却器１１上の所定位置に枠部２５を接着剤で固着する。次に半導体素子１４の図示しないゲート電極等のパッドと、枠部２５上の信号端子２６の露出部２６ａとを、ワイヤボンディングによりワイヤＷを介して接続する。

次に、バスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃを各半導体素子１４，１５の上面電極２０上に半田でそれぞれ接合し、バスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃを配線層１８に半田で接合した後、蓋２７を枠部２５の段差部２５ａ及び凸部２５ｂに嵌合固着する。その結果、図４に示すように、樹脂の充填領域の開口部からバスバー２１ａ，２２ａ，２３ａ等が突出した状態の中間体１０ａが形成される。次に図５に示すように、バスバー２１ａ，２２ａ，２３ａ等の突出側、即ち開口部が上側となる状態に中間体１０ａを配置し、開口部から充填用のエポキシ樹脂を注入した後、エポキシ樹脂を加熱硬化させることにより、インバータモジュール１０が完成する。

この実施形態では、インバータモジュール１０には図６に示すように、蓋２７の上側にトランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチング制御を行うための制御基板３０が取り付けられている。制御基板３０上には制御部としてのＣＰＵ３１及び駆動回路（図示せず）が設けられている。信号端子２６は、制御基板３０の上面側に制御基板３０上の駆動回路に電気的に接続されている。制御基板３０には下面にも回路部品（図示せず）が実装されているため、制御基板３０は、蓋２７との間に所定の間隔を設けた状態で固定されている。なお、図６においては、金属板２７ａの図示を省略している。

次に、インバータモジュール１０の作用を説明する。インバータモジュール１０は、例えば、車両としてのハイブリッド車に搭載されて走行用モータの駆動制御に使用される。図３に示すように、バスバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃは配線を介して図示しないバッテリのプラス側端子に接続され、バスバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃは配線を介して図示しないバッテリのマイナス側端子に接続され、バスバー２１ａ，２１ｂ，２１ｃは配線を介してそれぞれ走行用モータＭに接続される。また、図示しない冷却媒体循環路に冷却器１１がパイプを介して連結される。冷却媒体として、例えば、不凍液が使用される。なお、制御基板３０のＣＰＵ３１は車両用ＥＣＵからの指令信号に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチング制御を行う。

インバータモジュール１０における半導体素子１４、即ち６つのトランジスタＱ１〜Ｑ６は、スイッチング動作に伴い発熱する。また、半導体素子１５、即ち６つのダイオードＤ１〜Ｄ６は通電に伴い発熱する。半導体素子１４，１５において発生した熱は絶縁基板１３を通して冷却器１１に伝わり、冷却器１１の内部を流れる冷却媒体と熱交換される。即ち、冷却器１１は冷媒流路１１ａを流れる冷却媒体によって強制冷却されるため、半導体素子１４，１５から冷却器１１に至る熱の伝導経路における温度勾配が大きくなり、半導体素子１４，１５で発生した熱が絶縁基板１３を介して冷却器１１により効率良く除去される。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）インバータモジュール１０は、冷却器１１と、冷却器１１上に接合された絶縁基板１３と、絶縁基板１３における冷却器１１と反対側の面に設けられた配線層１８に下面電極１９が接合された半導体素子１４，１５と、半導体素子１４，１５の上面電極２０に接合されたバスバー２１ａ〜２１ｃ、２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃとを備える。バスバー２１ａ，２２ａ等は絶縁基板１３の冷却器１１との接合面に沿って１方向に延びるとともに、一端が絶縁基板１３からはみ出る。また、インバータモジュール１０は、絶縁基板１３の側面のうち少なくともバスバー２１ａ，２２ａ等がはみ出ない側面を覆う枠部２５と、枠部２５に結合されて樹脂２４の充填領域を形成する蓋２７とを有し、絶縁基板１３と蓋２７との間に樹脂２４が充填されている。したがって、冷却器１１上に接合された絶縁基板１３の周囲を覆う枠部２５と、蓋２７との間に樹脂２４が封入された構成のインバータモジュール１０において、半導体素子１４，１５の上面電極２０に接続されたバスバー２１ａ〜２１ｃ、２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃの一端を、冷却器１１と絶縁基板１３との接合面と平行に取り出すことができる。その結果、バスバーがインバータモジュール１０の上方に突出する構成の場合に比べて、インバータモジュール１０が小型化され、インバータモジュール１０の搭載スペースの確保が容易になる。また、インバータモジュール１０を製造する際、樹脂充填領域のバスバーの突出側を上側にして樹脂２４の充填を行うことにより、未硬化の封止用樹脂が漏れ出るのを防止する手段、例えば、型を設けることなく樹脂の充填作業を簡単に行うことができる。

（２）半導体素子１４としてスイッチング素子（トランジスタＱ１〜Ｑ６）を有し、枠部２５には制御線（信号端子２６）が設けられ、制御線の少なくとも一部が蓋２７と対向配置されている。半導体素子１４としてスイッチング素子を有するため、スイッチング素子としての半導体素子１４に制御信号（電圧）を供給する制御線が必要になる。しかし、制御線の少なくとも一部が蓋２７と対向配置されているため、即ち制御線の一部が枠部２５の上面に存在するため、制御線と半導体素子１４とを電気的に接続する配線の接合作業（例えば、ワイヤボンディング）が容易になる。

（３）蓋２７は電磁波シールド材としての金属板２７ａを有する。半導体素子１４がスイッチング制御されるとノイズが発生し、ノイズが制御基板に悪影響を与える。しかし、蓋２７が電磁波シールド材としての金属板２７ａを有するため、ノイズが制御基板に悪影響を与えない。

（４）インバータモジュール１０は、蓋２７の上に制御基板３０が取り付けられている。制御基板３０は必ずしも蓋２７の上に取り付けずに、例えば、冷却器１１の下側や側面に取り付けてもよい。しかし、蓋２７の上に制御基板３０が取り付けた場合は、制御基板３０と半導体素子１４とを接続する制御線の長さを短くできる。また、インバータモジュール１０を車両に搭載する際に搭載スペースの確保が容易になり、搭載箇所の自由度が大きくなる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 蓋２７が制御基板３０を兼ねてもよい。例えば、図７に示すように、制御基板３０をＣＰＵ３１が外部に配置される状態で枠部２５に取り付ける。この場合、蓋２７が制御基板３０を兼ねているため、インバータモジュール１０と別体に制御基板３０を設ける構成に比べて、小型化を図ることができる。

○ 図８（ａ）に示すように、枠部２５の信号端子２６が設けられた部分と反対側に、梁２８ａを設けてもよい。梁２８ａは、上面電極２０に対するバスバー２１ａ，２２ａ等の接合時や配線層１８に対するバスバー２３ａ等の接合時にバスバー２１ａ，２２ａ，２３ａ等と干渉せず、蓋２７を枠部２５に取り付けた状態で蓋２７の下面と当接するように設けられる。この場合、蓋２７の外力による変形を生じ難くすることができる。

○ 図８（ｂ）に示すように、枠部２５の信号端子２６が設けられた部分からバスバー２１ａ，２２ａ，２３ａ等の突出方向に向かって延びる片持ち梁２８ｂを設けてもよい。片持ち梁２８ｂは、バスバー２１ａ，２２ａ，２３ａ等と干渉せず、蓋２７を枠部２５に取り付けた状態で蓋２７の下面と当接する位置であれば、図示のように中央に１本存在する構成に限らない。例えば、１本の片持ち梁２８ｂの位置を中央以外の位置に変更したり、２本以上設けたりしてもよい。この場合も、蓋２７の外力による変形を生じ難くすることができる。

○ 枠部２５は、蓋２７を結合した状態において硬化前の樹脂２４を注入する開口部が存在し、その開口部を上側にした状態で樹脂を注入可能な形状であればよく、樹脂充填空間が直方体状となる形状に限らない。例えば、平面視が扁平な六角形の一辺を除いた形状や平面視が長円の一方の直線部を除いた形状であってもよい。

○ 枠部２５は、蓋２７を結合した状態において硬化前の樹脂２４を注入する開口部が存在し、その開口部を上側にした状態で樹脂を注入可能な形状であればよく、冷却器１１に対して接着する前には分割された構造であってもよい。

○ 蓋２７に電磁波シールド機能を持たせる場合、蓋２７を構成する金属からなる構造は半導体素子１４が発する電磁波を防ぐことが可能な構造ならよく、単なる金属板２７ａに限らず、例えば、孔が開いた金属板や金属網と樹脂との複合材や、金属線や金属繊維で形成されたシート状の部材を樹脂で被覆した複合材でもよい。また、蓋２７を金属のみで構成してもよい。

○ 蓋２７に電磁波シールド効果を持たせない場合、例えば、蓋２７を樹脂のみで構成してもよい。また、蓋２７を樹脂のみで構成し、電磁波シールドが必要な場合は、蓋２７と別体に電磁波シールド部材を設けるようにしてもよい。

○ 蓋２７を枠部２５の所定位置に位置決めする構成は、枠部２５の上面内側に形成された段差部２５ａと凸部２５ｂとの組み合わせに限らない。例えば、凸部２５ｂを設けずに段差部２５ａのみを設けて、段差部２５ａに蓋２７を嵌合するとともに、開口部側へ移動しないように接着剤で固着してもよい。また、枠部２５の上面に凸部を形成し、蓋２７にその凸部と嵌合する穴又は孔を設けたり、あるいは枠部２５の上面に凹部を形成し、蓋２７にその凹部と嵌合する凸部を形成したり、蓋２７の下面周縁に枠部２５の外周と嵌合する凸条を形成したりしてもよい。

○ 蓋２７の位置決め用の構成を設けずに、蓋２７を接着剤で枠部２５に接着してもよい。
○ 蓋２７の枠部２５に対する結合は接着剤や嵌合固着に限らず、ねじで結合してもよい。

○ 蓋２７は最終的に枠部２５に結合されていればよく、蓋２７を枠部２５に押さえつけた状態のまま樹脂２４を注入して硬化を行うようにしてもよい。樹脂２４がエポキシ樹脂のように接着機能が大きな場合は樹脂２４が接着剤の役割を果たす。

○ 樹脂２４はエポキシ樹脂に限らず、他の一般的な樹脂を使用してもよい。
○ 蓋２７の上面に、他部品（例えば、制御基板３０）を取り付ける際のねじ穴を設けたり、ねじ穴を有するボス部を設けたりしてもよい。この場合、他部品を所定位置に簡単にねじで固定することができる。

○ 蓋２７の下面に信号端子２６と半導体素子１４のパッドとを電気的に接続する配線を設けておき、蓋２７を所定位置に結合した状態で配線により信号端子２６と半導体素子１４のパッドとを電気的に接続する構成としてもよい。信号端子２６やパッドの幅を大きくすれば、蓋２７が多少ずれても信号端子２６とパッドは配線により電気的に接続される。

○ 絶縁基板１３として、ＤＢＡ基板を用いたが、セラミック基板１６の一方の面に銅層が形成されるとともにセラミック基板１６の他方の面に銅層が形成されたＤＢＣ基板を用いてもよい。

○ 半導体装置として三相用のインバータ１２を備えたインバータモジュール１０に適用したが、単相のインバータ１２を備えたインバータモジュール１０に適用したり、インバータではなくコンバータ等の他の電力変換装置に適用したり、電力変換装置以外の電子機器に適用したりしてもよい。また、車載用以外の用途に使用してもよい。

○ インバータモジュール１０を構成するスイッチング素子は、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのようなトランジスタに限らず、サイリスタであってもよい。
○ 半導体装置は、半導体素子としてスイッチング素子以外の半導体素子、例えば、ダイオードのみを有し、ダイオードと抵抗やコイルからなる電子機器に適用してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記蓋は電磁波シールド機能を備えている。

１１…冷却器、１３…基板としての絶縁基板、１４，１５…半導体素子、１８…配線層、１９…下面電極、２０…上面電極、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…バスバー、２４…樹脂、２５…枠部、２６…制御線を構成する信号端子、２７…蓋、２７ａ…金属板、３０…制御基板。

Claims

冷却器と、
前記冷却器上に接合された基板と、
前記基板における前記冷却器と反対側の面に設けられた配線層に下面電極が接合された半導体素子と、
前記半導体素子の上面電極に接合され、前記基板の前記冷却器との接合面に沿って１方向に延びるとともに、一端が前記基板からはみ出るバスバーと、
前記基板の側面のうち少なくとも前記バスバーがはみ出ない側面を覆う枠部と、
前記枠部に結合されて樹脂の充填領域を形成する蓋とを有し、
前記基板と前記蓋との間に前記樹脂が充填されていることを特徴とする半導体装置。
前記半導体素子としてスイッチング素子を有し、前記枠部には制御線が設けられ、前記制御線の少なくとも一部が前記蓋と対向配置されている請求項１に記載の半導体装置。
前記半導体素子としてスイッチング素子を有し、前記蓋は制御基板を兼ねており、前記枠部には制御線が設けられている請求項１に記載の半導体装置。
前記蓋は電磁波シールド材としての金属板を有する請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。