JP2016101071A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーから電子部品に熱が伝わることを抑制することができる半導体装置を提供する。【解決手段】基板に搭載されたパワースイッチング素子に接合される第１のバスバーＢＢ１を備える。基板の導体パターンに接合される第２のバスバーＢＢ２を備える。基板と平滑コンデンサ１３との間では、第１のバスバーＢＢ１と第２のバスバーＢＢ２とは同一方向に並んで配置されるとともに第１のバスバーＢＢ１は第２のバスバーＢＢ２よりも筐体３０側に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に関するものである。

特許文献１においてはパワースイッチング素子が搭載された基板から延びるバスバーを冷却する技術が開示されており、バスバーを往復構造として寄生インダクタンスの増加を抑えながら長さを確保している。

特開２０１３−２１８０８号公報

ところで、パワースイッチング素子に直接バスバーが接合される場合においては、パワースイッチング素子の熱がバスバーを伝わりやすく、場合によっては、バスバーに接続される電子部品にパワースイッチング素子の熱が伝わって電子部品の耐熱を超える虞がある。

本発明の目的は、バスバーから電子部品に熱が伝わることを抑制することができる半導体装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、基板に搭載されたパワースイッチング素子に接合される第１のバスバーと、前記基板の導体パターンに接合される第２のバスバーと、前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーと電気的に接続される電子部品と、放熱部材と、を備える半導体装置であって、前記基板と前記電子部品との間では、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーとは同一方向に並んで配置されるとともに前記第１のバスバーは前記第２のバスバーよりも前記放熱部材側に配置されることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、基板と電子部品との間では、第１のバスバーと第２のバスバーとは同一方向に並んで配置されるとともに第１のバスバーは第２のバスバーよりも放熱部材側に配置されるため、第１のバスバーを効率よく放熱でき、第１のバスバーから電子部品に熱が伝わることを抑制できる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の半導体装置において、前記第１のバスバーは、前記パワースイッチング素子に接合される第３のバスバーと、前記第３のバスバーに接続される第４のバスバーとを有し、前記第２のバスバーは、前記基板の導体パターンに接合される第５のバスバーと、前記第５のバスバーに接続される第６のバスバーとを有し、前記基板と前記電子部品との間では、前記第４のバスバーと前記第６のバスバーとは同一方向に並んで配置されるとともに前記第４のバスバーは前記第６のバスバーよりも前記放熱部材側に配置されるとよい。

本発明によれば、バスバーから電子部品に熱が伝わることを抑制することができる。

（ａ）は実施形態の半導体装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）はパワーモジュールの平面図、（ｂ）はパワーモジュールの正面図、（ｃ）はパワーモジュールの右側面図、（ｄ）はパワーモジュールの左側面図。 車載用インバータ装置の回路構成図。 （ａ）はバスバー積層体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での縦断面図。 別例のバスバー積層体の平面図。 別例の半導体装置の正面図。 （ａ）は別例のバスバー積層体の平面図、（ｂ）は別例のバスバー積層体の正面図。 別例のバスバー積層体の平面図。 比較のための半導体装置の平面図。

以下、本発明を車載用インバータ装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
車載用インバータ装置の電気的構成について、図３を用いて説明する。

図３に示すように、車載用インバータ装置（三相インバータ装置）１０は、半導体装置１１を有する。半導体装置１１はインバータ回路１２と平滑コンデンサ１３を備えている。インバータ回路１２は、６個のパワースイッチング素子１４，１５，１６，１７，１８，１９が設けられている。各パワースイッチング素子１４〜１９には、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ）が使用されている。各パワースイッチング素子１４〜１９には、それぞれ帰還ダイオード２０，２１，２２，２３，２４，２５が逆並列接続されている。

インバータ回路１２において、第１および第２のパワースイッチング素子１４，１５、第３および第４のパワースイッチング素子１６，１７、第５および第６のパワースイッチング素子１８，１９がそれぞれ直列に接続されている。第１、第３および第５のパワースイッチング素子１４，１６，１８がＰ極端子と接続され、Ｐ極端子が平滑コンデンサ１３の一方の端子と接続されるとともに車載バッテリ２６の正極と接続される。また、第２、第４および第６のパワースイッチング素子１５，１７，１９がＮ極端子と接続され、Ｎ極端子が平滑コンデンサ１３の他方の端子と接続されるとともに車載バッテリ２６の負極と接続される。

Ｕ相用の上下のアームを構成するパワースイッチング素子１４，１５の間の接続点はＵ相出力端子に接続されている。また、Ｖ相用の上下のアームを構成するパワースイッチング素子１６，１７の間の接続点はＶ相出力端子に接続されている。さらに、Ｗ相用の上下のアームを構成するパワースイッチング素子１８，１９の間の接続点はＷ相出力端子に接続されている。Ｕ相出力端子、Ｖ相出力端子およびＷ相出力端子は、車載モータとしての３相交流モータ２７に接続される。

パワースイッチング素子１４〜１９がスイッング制御されることにより、インバータ回路１２は車載バッテリ２６から供給される直流を適宜の周波数の３相交流に変換して３相交流モータ２７の各相の巻線に供給する。即ち、パワースイッチング素子１４〜１９のスイッチング動作により３相交流モータ２７の各相の巻線が通電されて３相交流モータ２７を駆動することができる。

次に、半導体装置１１の構造について、図１，２を用いて説明する。
なお、図１，２および後記する図４〜図９において、水平面を、直交するＸ，Ｙ方向で規定するとともに、上下方向をＺ方向で規定している。

図１に示すように、半導体装置１１は、アルミ製の筐体３０と、パワーモジュールＭｐと、平滑コンデンサ１３と、バスバー積層体（バスバー組立体）６０を備えている。
筐体３０は、四角板状の底板３１と、底板３１の周縁部から立設された側壁部３２と、底板３１の下に形成された冷却水路部３３を有する。冷却水路部３３は、底板３１の下面に冷却水の流路が区画形成されるように底板３１の下面を囲っている。

筐体３０の底板３１の上面には、パワーモジュールＭｐ、平滑コンデンサ１３およびバスバー積層体６０が載置されている。図１において左側にパワーモジュールＭｐが配置されるとともに右側に平滑コンデンサ１３が配置され、バスバー積層体６０が中央に配置されている。つまり、パワーモジュールＭｐと平滑コンデンサ１３との間にバスバー積層体６０が位置している。

放熱部材としての筐体３０により、パワーモジュールＭｐ、平滑コンデンサ１３、バスバー積層体６０を冷却することができる。図１（ｂ）に示すように、パワーモジュールＭｐの配置箇所における筐体３０の底板３１の下面にはフィン３４が形成されている。また、平滑コンデンサ１３の配置箇所における筐体３０の底板３１の下面にはフィン３５が形成されている。

パワーモジュールＭｐは、図２に示す構成となっている。図２に示すように、パワーモジュールＭｐは基板４０を備えており、基板４０は絶縁基板としてのセラミック基板４１を有する。セラミック基板４１の下面には金属層４２が形成されているとともに、セラミック基板４１の上面には導体パターン４３，４４，４５，４６が形成されている。具体的には、例えば、セラミック基板４１はＡｌＮ基板よりなり、金属層４２はアルミ層よりなり、導体パターン４３，４４，４５，４６はアルミ層とその表面のＮｉめっき層よりなる。そして、図１に示すように、筐体３０の底板３１の上面にパワーモジュールＭｐの金属層４２（図２参照）がロウ付け等により接合されている。

図２において、各パワースイッチング素子（チップ）１４〜１９は縦型の素子であって、チップの上面にエミッタ電極が形成されているとともにチップの下面にコレクタ電極が形成されている。パワースイッチング素子（チップ）１４〜１９および帰還ダイオード（チップ）２０〜２５が基板４０に搭載されている。

図２に示すように、導体パターン４３の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１４および帰還ダイオード（チップ）２０が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。同様に、導体パターン４３の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１６および帰還ダイオード（チップ）２２が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。また、導体パターン４３の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１８および帰還ダイオード（チップ）２４が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。

また、導体パターン４４の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１５および帰還ダイオード（チップ）２１が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。さらに、導体パターン４５の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１７および帰還ダイオード（チップ）２３が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。さらには、導体パターン４６の上面には、パワースイッチング素子（チップ）１９および帰還ダイオード（チップ）２５が接近する位置に、はんだ付け等により接合されている。

これにより、筐体３０の底板３１の上面に基板４０を介してパワースイッチング素子１４〜１９および帰還ダイオード２０〜２５が固定され、パワースイッチング素子１４〜１９および帰還ダイオード２０〜２５は筐体３０の底板３１に熱的に結合している。

図２に示すように、パワースイッチング素子（チップ）１４の上面と帰還ダイオード（チップ）２０の上面とがバスバー４７に、はんだ付け等により接合されている。バスバー４７は導体パターン４４に、はんだ付け等により接合されている（図２（ｄ）参照）。また、パワースイッチング素子（チップ）１６の上面と帰還ダイオード（チップ）２２の上面とがバスバー４８に、はんだ付け等により接合されている。バスバー４８は導体パターン４５に、はんだ付け等により接合されている。さらに、パワースイッチング素子（チップ）１８の上面と帰還ダイオード（チップ）２４の上面とがバスバー４９に、はんだ付け等により接合されている。バスバー４９は導体パターン４６に、はんだ付け等により接合されている。

バスバー４７は、パワースイッチング素子１４のエミッタ電極およびパワースイッチング素子１５のコレクタ電極から延びるＵ相出力端子として水平に延設されている。バスバー４８は、パワースイッチング素子１６のエミッタ電極およびパワースイッチング素子１７のコレクタ電極から延びるＶ相出力端子として水平に延設されている。バスバー４９は、パワースイッチング素子１８のエミッタ電極およびパワースイッチング素子１９のコレクタ電極から延びるＷ相出力端子として水平に延設されている。

パワースイッチング素子（チップ）１５，１７，１９の上面と帰還ダイオード（チップ）２１，２３，２５の上面とがバスバー５１に、はんだ付け等により接合されている。バスバー５１は、パワースイッチング素子１５，１７，１９のエミッタ電極から延びるＮ極端子として水平に延設されている。

導体パターン４３の上面にはバスバー５０が、はんだ付け等により接合されている。バスバー５０は、パワースイッチング素子１４，１６，１８のコレクタ電極から延びるＰ極端子として水平に延設されている。

また、基板４０、パワースイッチング素子１４〜１９、帰還ダイオード２０〜２５及び図示されていないパワースイッチング素子１４〜１９を駆動するための信号端子等が樹脂５２によりモールドされている。樹脂５２からバスバー４７，４８，４９，５０，５１が露出している。この樹脂５２から突出するバスバー４７，４８，４９は帯板状をなし、Ｙ方向に水平に延びている。このバスバー４７，４８，４９の端部は３相交流モータ２７と接続される。また、樹脂５２から突出するバスバー５０，５１は帯板状をなし、Ｘ方向においてバスバー積層体６０に向かって水平に延びている（図１参照）。

図１に示すように、平滑コンデンサ１３は樹脂５３により一対の電極板がモールドされており、一対の電極板から延びる一対の端子５４，５５が樹脂５３から突出している。端子５４，５５は帯板状をなし、Ｘ方向においてバスバー積層体６０に向かって水平に延びている。また、一対の電極板から延びる一対の端子５６，５７が樹脂５３から突出している。端子５６，５７は帯板状をなし、Ｘ方向においてバスバー積層体６０とは反対側に向かって水平に延びている。端子５６，５７は車載バッテリ２６と接続される。

バスバー積層体６０は、図４に示すように、Ｐ極用の平板状のバスバー６１、Ｎ極用の平板状のバスバー６２、平板状の絶縁層６３，６４，６５を備えている。絶縁層６３，６４，６５は、絶縁性板材よりなり、窒化アルミや窒化珪素の板材が用いられる。他にも、絶縁性・熱伝導性を有する絶縁層６３，６４，６５として、シリコーンなどの、２００℃程度の耐熱を有するものとしてもよい。また、絶縁層６３，６４，６５はポリイミド等で構成してもよい。

Ｐ極用のバスバー６１およびＮ極用のバスバー６２は金属の平板よりなる。詳しくは、導体であるバスバー６１，６２およびバスバー４７，４８，４９，５０，５１の材質は、銅、アルミ等が用いられる。他にも、導体の表面に錫めっきやニッケルめっきを施してもよい。

バスバー積層体６０は、下から順に絶縁層６３、Ｎ極用のバスバー６２、絶縁層６４、Ｐ極用のバスバー６１、絶縁層６５が積層して配置されることにより構成されている。
各絶縁層６３，６４，６５は長方形をなし、同一形状、同一寸法である。Ｐ極用のバスバー６１は、長方形の本体部６１ａと、本体部６１ａの一方の長辺から延びる帯板状の端子部６１ｂと、本体部６１ａの他方の長辺から延びる帯板状の端子部６１ｃからなる。Ｎ極用のバスバー６２は、長方形の本体部６２ａと、本体部６２ａの一方の長辺から延びる帯板状の端子部６２ｂと、本体部６２ａの他方の長辺から延びる帯板状の端子部６２ｃからなる。

Ｐ極用のバスバー６１の本体部６１ａの縦横寸法とＮ極用のバスバー６２の本体部６２ａの縦横寸法とは同一である。Ｐ極用のバスバー６１の本体部６１ａおよびＮ極用のバスバー６２の本体部６２ａの縦横寸法よりも絶縁層６３，６４，６５の縦横寸法が大きくなっている。絶縁層６３，６４，６５の一方の長辺からＰ極用のバスバー６１の端子部６１ｂおよびＮ極用のバスバー６２の端子部６２ｂがずれた位置にて突出してＸ方向においてパワーモジュールＭｐに向かって水平に延びている（図１参照）。また、図４において、絶縁層６３，６４，６５の他方の長辺からＰ極用のバスバー６１の端子部６１ｃおよびＮ極用のバスバー６２の端子部６２ｃがずれた位置にて突出してＸ方向において平滑コンデンサ１３に向かって水平に延びている（図１参照）。

図１に示すように、筐体３０の底板３１の上面に、バスバー積層体６０の絶縁層６３が放熱部材６６を介して配置される。
また、バスバー積層体６０の絶縁層６５の上面の中央部には当て板６７が配置され、当て板６７の上面側に配した付勢手段（図示略）により当て板６７が下方に付勢され、放熱面を押し付ける力Ｆが付与される。当て板６７が下方に付勢されることにより、バスバー積層体６０は筐体３０の底板３１に押し付けられ、これによりバスバー積層体６０は筐体３０に熱的に結合されている。バスバー積層体６０を筐体３０の底板３１に押し付ける際に、当て板６７により、バスバー積層体６０の損傷を防止している。

図１に示すように、パワーモジュールＭｐのバスバー５０の端部とバスバー積層体６０のバスバー６１の端子部６１ｂとが、ねじＳｃ１およびナットＮ１で締結されている。パワーモジュールＭｐのバスバー５１の端部とバスバー積層体６０のバスバー６２の端子部６２ｂとが、ねじＳｃ２およびナットＮ２で締結されている。

バスバー積層体６０のバスバー６１の端子部６１ｃと平滑コンデンサ１３の端子５４とが、ねじＳｃ３およびナットＮ３で締結されている。バスバー積層体６０のバスバー６２の端子部６２ｃと平滑コンデンサ１３の端子５５とが、ねじＳｃ４およびナットＮ４で締結されている。

そして、パワースイッチング素子１５，１７，１９に接合される第３のバスバーとしてのバスバー５１と、バスバー５１に接続される第４のバスバーとしてのバスバー６２とにより第１のバスバーＢＢ１が構成され、第１のバスバーＢＢ１はパワースイッチング素子１５，１７，１９に接合される。また、基板４０の導体パターン４３に接合される第５のバスバーとしてのバスバー５０と、バスバー５０に接続される第６のバスバーとしてのバスバー６１とにより第２のバスバーＢＢ２が構成され、第２のバスバーＢＢ２は基板４０の導体パターン４３に接合される。さらに、電子部品としての平滑コンデンサ１３が第１のバスバーＢＢ１および第２のバスバーＢＢ２と電気的に接続される。

図１に示すように、パワーモジュールＭｐの基板４０と平滑コンデンサ１３との間では、第１のバスバーＢＢ１と第２のバスバーＢＢ２とはＸ方向およびＹ方向において同一方向に並んで、即ち、水平方向（Ｘ−Ｙ平面）に並んで上下方向（Ｚ方向）に離間して配置される。また、パワーモジュールＭｐの基板４０と平滑コンデンサ１３との間では、第１のバスバーＢＢ１は第２のバスバーＢＢ２よりも放熱部材としての筐体３０の底板３１側、即ち、下側に配置される。詳しくは、基板４０と平滑コンデンサ１３との間では、バスバー６２とバスバー６１とは同一方向に並んで配置（水平方向に並んで上下方向に離間して配置）されるとともにバスバー６２はバスバー６１よりも筐体３０の底板３１側（下側）に配置される。

次に、車載用インバータ装置１０の作用について説明する。
パワースイッチング素子１４〜１９のスイッチング動作により、車載バッテリ２６から供給される直流が適宜の周波数の３相交流に変換されて３相交流モータ２７の各相の巻線に供給される。このパワースイッチング素子１４〜１９のスイッチング動作に伴いパワースイッチング素子１４〜１９が発熱する。この熱は基板４０を介して筐体３０の底板３１に伝わり冷却水路部３３において冷却水と熱交換され、パワーモジュールＭｐに発生する熱はある程度逃がされる。

また、パワーモジュールＭｐのバスバー５１はパワースイッチング素子１５，１７，１９の動作温度と同程度の温度となっている。そして、パワースイッチング素子１４〜１９で発生した熱はバスバー積層体６０を介して平滑コンデンサ１３側に伝達されようとする。ここで、バスバー積層体６０において熱は筐体の底板３１に伝わり冷却水路部３３において冷却水と熱交換される。

つまり、バスバー積層体６０は、平滑コンデンサ１３とパワーモジュールＭｐの電気的接続部位に配され、熱を効果的に放熱しながらお互いを電気的に接続できるようなバスバー６１，６２が設けられている。また、インダクタンス的にもできるだけ不利にならないような、Ｐ極用のバスバー６１およびＮ極用のバスバー６２が重ね合された構造となっている。特に、Ｎ極用のバスバー６２が下方に位置し、積極的に放熱される構造となっている。さらに、放熱面を押し付ける力Ｆ（図１参照）が付与される。これにより、平滑コンデンサ１３の耐熱温度以下になるように、筐体３０に放熱される。即ち、パワーモジュールＭｐが高温動作する場合においても、バスバーを介して平滑コンデンサ１３に向かう熱を逃がすべくバスバー積層体６０から筐体３０側に放熱させる。なお、バスバー積層体６０での放熱性能の設計の際に、Ｐ極用のバスバー６１の本体部６１ａの縦横寸法およびＮ極用のバスバー６２の本体部６２ａの縦横寸法は、熱を十分放熱して平滑コンデンサ１３が耐熱温度を超えないように最適化すればよい。

このように、パワースイッチング素子１４〜１９の駆動に伴いパワースイッチング素子１４〜１９が発熱し、その熱はバスバー５０，５１，６１，６２を介して平滑コンデンサ１３に伝達されようとするがバスバー積層体６０において放熱され、平滑コンデンサ１３への熱の伝達が低減される。即ち、バスバー積層体６０は熱の伝達を抑制する熱フィルタとなっている。

図１の本実施形態と図９の比較例とを対比しつつ説明する。
図９の比較例では、パワーモジュール１００から延びるバスバー１０１，１０２を用いてパワーモジュール１００と平滑コンデンサ１０３を電気的に接続している。つまり、車載用インバータ装置において、車載バッテリから入力された電力が、平滑コンデンサ１０３を通してスイッチング用のパワーモジュール１００に入力される。

図９に示すように構成した場合においては、パワーモジュール１００から外部に引き出されるバスバー１０１，１０２は、動作温度と同程度の温度になっており、平滑コンデンサ１０３の耐熱温度を超える温度になりうる。この場合において、特に、パワーモジュール１００のＮ極用のバスバー１０１は、パワースイッチング素子と直接接合されており、パワーモジュール１００に設置された放熱部材とは熱的には接続されていない。

また、パワーモジュール１００が高温動作する場合において、例えばチップ材料としてＳｉＣや接合材としてＡｇ焼結接合材料を使用した場合、平滑コンデンサ１０３とパワーモジュール１００とを接続した部分がパワーモジュール１００からの熱により温度が上昇し、平滑コンデンサ１０３の耐熱温度を超える場合がある。例えば、パワーモジュール１００が２００℃で動作可能とすると、パワーモジュール１００のバスバー１０１，１０２も２００℃程度であり、平滑コンデンサ１０３をフィルムコンデンサで構成した場合には耐熱温度は例えば１０５℃である。また、平滑コンデンサ１０３とパワーモジュール１００との電気的接続部分は、インダクタンスが小さいことが求められる。

本実施形態では、平滑コンデンサとパワーモジュールの電気的接続部分においてバスバー積層体６０を配して下面が放熱面となり熱を効率的に逃がしながら電気的に接続するようにした。

即ち、バスバー積層体６０は、Ｐ極用のバスバー６１とＮ極用のバスバー６２は重ね合わされており、電流の向きが逆で互いに向き合わせになり、相互誘導作用によりインダクタンスが低減される。また、Ｎ極用のバスバー５１は、発熱するパワースイッチング素子１５，１７，１９に直接熱的に接続され、Ｐ極用のバスバー５０は、パワースイッチング素子１４〜１９に直接熱的に接続されておらず、より高温になるＮ極用のバスバー５１につながるバスバー６２は放熱面により近い側に配置され、放熱しやすい。これにより、パワースイッチング素子の熱により平滑コンデンサ１３の耐熱を超えることを防止することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）半導体装置の構成として、基板４０に搭載されたパワースイッチング素子（チップ）１５，１７，１９に接合される第１のバスバーＢＢ１を備える。また、基板４０の導体パターン４３に接合される第２のバスバーＢＢ２を備える。さらに、第１のバスバーＢＢ１および第２のバスバーＢＢ２と電気的に接続される電子部品としての平滑コンデンサ１３と、放熱部材としての筐体３０と、を備える。また、基板４０と平滑コンデンサ１３との間では、第１のバスバーＢＢ１と第２のバスバーＢＢ２とは同一方向に並んで配置されるとともに第１のバスバーＢＢ１は第２のバスバーＢＢ２よりも筐体３０側に配置されている。よって、第１のバスバーＢＢ１を効率よく放熱できるため、第１のバスバーＢＢ１から平滑コンデンサ１３に熱が伝わることを抑制できる。

（２）第１のバスバーＢＢ１は、パワースイッチング素子１５，１７，１９に接合されるバスバー５１と、バスバー５１に接続されるバスバー６２とを有する。第２のバスバーＢＢ２は、基板４０の導体パターン４３に接合されるバスバー５０と、バスバー５０に接続されるバスバー６１とを有する。そして、基板４０と平滑コンデンサ１３との間では、バスバー６２とバスバー６１とは同一方向に並んで配置されるとともにバスバー６２はバスバー６１よりも筐体３０の底板３１側に配置される。よって、実用的である。

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。
・図１では水冷式の筐体３０を放熱部材として用いたが、これに代わり空冷式の筐体を放熱部材として用いてもよい。つまり、図１ではバスバー積層体６０やパワーモジュールＭｐ等を水冷方式にて冷却したが、空冷方式にて冷却してもよい。

・図１においては筐体３０の底板３１上にバスバー積層体６０を載置し、付勢手段でバスバー積層体６０を上から押さえ付ける構造とした。これに代わり、図５に示すようにバスバー積層体６０において締結用の貫通孔６８を設けて、貫通孔６８に、ねじを通して筐体３０の底板３１（放熱部材側）にねじ締結してもよい。

・図１では放熱部材としての筐体３０の底板３１上においてパワーモジュールＭｐ（基板４０）と平滑コンデンサ１３とバスバー積層体６０とが平面方向に並ぶ構成とした。これに代わり、図６に示すように、冷却器（放熱部材）７０の上面にパワーモジュール７１を配置し、冷却器（放熱部材）７０の下面にバスバー積層体７２を配置した積層構造としてもよい。

・図１では、平滑コンデンサ１３とパワーモジュールＭｐとの間にバスバー積層体６０を配した（入力電力が平滑コンデンサ１３を通してスイッチング用のパワーモジュールＭｐに入力される）。この構成に加えて、パワーモジュールＭｐの出力側にもバスバーを放熱できるようにしてもよい。より詳しくは、パワーモジュールＭｐのバスバー４７，４８，４９の先端部付近に電流センサ（図示略）が設置される場合において耐熱温度が低い電流センサを使用する際において電流センサを保護する目的でバスバー４７，４８，４９を冷却するとよい。他にも、バスバー４７，４８，４９の先端にコネクタを設ける場合において耐熱温度が低いコネクタを使用する際においてコネクタを保護する目的でバスバー４７，４８，４９を冷却するとよい。

・図７に示すように、バスバー積層体８０の構造として円形状として、円筒状の放熱部材８１の外周面を包むような構造でもよい。つまり、バスバー積層体８０は、第１のバスバー（パワースイッチング素子に接合されるバスバー）８２と第２のバスバー（基板の導体パターンに接合されるバスバー）８３とが間に絶縁層８４を介して積層され、第１のバスバー８２の内周面に絶縁層８５が、第２のバスバー８３の外周面に絶縁層８６が配されている。そして、このバスバー積層体８０を、円筒状の放熱部材８１の外周面に巻き付けた構造としてもよい。

・他にも、図８に示すように、バスバー積層体９０の構造として円形状として、円筒状の放熱部材９１の中にバスバー積層体９０を配置する。詳しくは、バスバー積層体９０は、第１のバスバー（パワースイッチング素子に接合されるバスバー）９２と第２のバスバー（基板の導体パターンに接合されるバスバー）９３とが間に絶縁層９４を介して積層されている。そして、円筒状の放熱部材９１の内面とバスバー積層体９０との間に電気絶縁性・熱伝導性の樹脂（例えばエポキシ樹脂）９５を充填した構成としてもよい。

・図１ではバスバー５０とバスバー６１は別体でねじ締結されているとともにバスバー５１とバスバー６２は別体でねじ締結されていたが、溶接されていてもよい。他にも、バスバー５０とバスバー６１は一体化されているとともにバスバー５１とバスバー６２は一体化されていてもよい。

・パワーモジュールＭｐを筐体３０の底板３１の上面に対して放熱グリース等を介して上から押さえつけて固定してもよい。
・パワースイッチング素子１４〜１９として横型の素子を用いてもよく、この場合はボンディングワイヤにて基板の導体パターンと電気的に接続する。

・パワースイッチング素子１４〜１９としてＩＧＢＴを用いたが、パワースイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。
・車載用インバータ装置（三相インバータ装置）１０に適用したが、これに限るものではない。例えば、車載以外の機器に適用してもよい。また、インバータ装置以外にも昇圧や降圧といった電圧調整用のＤＣ−ＤＣコンバータに適用してもよい。

１１…半導体装置、１３…平滑コンデンサ、１５…パワースイッチング素子、１６…パワースイッチング素子、１７…パワースイッチング素子、１８…パワースイッチング素子、１９…パワースイッチング素子、３０…筐体、４０…基板、４３…導体パターン、５０…バスバー、５１…バスバー、６１…バスバー、６２…バスバー、ＢＢ１…第１のバスバー、ＢＢ２…第２のバスバー。

Claims (2)

1. 基板に搭載されたパワースイッチング素子に接合される第１のバスバーと、
   前記基板の導体パターンに接合される第２のバスバーと、
   前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーと電気的に接続される電子部品と、
   放熱部材と、
   を備える半導体装置であって、
   前記基板と前記電子部品との間では、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーとは同一方向に並んで配置されるとともに前記第１のバスバーは前記第２のバスバーよりも前記放熱部材側に配置されることを特徴とする半導体装置。
2. 前記第１のバスバーは、前記パワースイッチング素子に接合される第３のバスバーと、前記第３のバスバーに接続される第４のバスバーとを有し、
   前記第２のバスバーは、前記基板の導体パターンに接合される第５のバスバーと、前記第５のバスバーに接続される第６のバスバーとを有し、
   前記基板と前記電子部品との間では、前記第４のバスバーと前記第６のバスバーとは同一方向に並んで配置されるとともに前記第４のバスバーは前記第６のバスバーよりも前記放熱部材側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。