JP4977407B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、電動車両の駆動用モータを駆動する駆動回路に使用されるＩＧＢＴモジュール等を含む半導体装置に関する。

電気自動車等の電動車両では、その駆動用モータを駆動するためインバータ装置が使用されている。このインバータ装置は、スイッチング素子をブリッジ回路構成で接続した電気回路を含んでいる。インバータ装置は、ブリッジ回路のスイッチング素子を適宜にオン・オフ動作させ、駆動用モータに流す電流の切り替えを行っている。ブリッジ回路を構成するスイッチング素子としては、パワートランジスタ、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、ＩＥＧＴ等が広く使用されている。かかるインバータ装置は、通常、複数個のスイッチング素子を１つのパッケージに収納したモジュール構造で構成される。

電動車両の駆動用モータを動作させる場合、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子には大電流が流れると共に、オン・オフ動作に起因してサージ電圧が生じるという特性を有している。このために、インバータ装置において、複数個のスイッチング素子を１つのパッケージの内部に実装する際に電流経路となる配線の長さをなるべく短くすることによって、配線の抵抗を小さくすると共に、交流電流の電気的特性であるインダクタンスの値を低減するという工夫がなされている。

上記のインバータ装置のごときモジュール構造を有した半導体装置については、従来、例えば特許文献１に記載された半導体装置が知られている。特許文献１に記載された半導体装置は、高圧用外部電力端子と低圧用外部電力端子と出力用外部電力端子の３つの電力端子を有する。これらの３つの電力端子は、それぞれ平面形状が長方形であるプレート形状を有し、平行な配置関係になるように隙間をあけて重ねられた状態で配置されている。高圧用外部電力端子と低圧用外部電力端子の間に出力用外部電力端子が配置される。さらに３つの電力端子のうち、隣り合う２つの電力端子間に半導体チップ（スイッチング素子等）が挟まれる構造となっている。高圧用外部電力端子と低圧用外部電力端子は同じ一方の端部側に延設されるように形成され、さらに、これらの間の出力用外部電力端子は反対側の他方の端部側に延設されるように形成されている。
特開２００２−２６２５１号公報

特許文献１に記載された半導体装置では、半導体チップと電力端子との間の接続を短距離で行うようにしたため、内部配線に起因する電圧降下が低減される。また当該半導体装置では、高圧用外部電力端子に流れる電流の方向と低圧用外部電力端子に流れる電流の方向を反対向きにしたため、それぞれの電流で生じる磁界の向きが反対になり、インダクタンスを低減できるという特性を有している。

ところで、三相モータの場合のインバータ装置は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについてハイサイド（高圧側）の半導体チップとローサイド（低圧側）の半導体チップを備え、合計で６個の半導体チップを内蔵している。このインバータ装置では、同相ごとに、ハイサイドとローサイドの２個の半導体チップをパッケージングした半導体モジュールを備えている。この半導体モジュールでは、モータ制御として使用される場合、ハイサイドの半導体チップとローサイドの半導体チップを短絡させることがないため、高圧電力端子と低圧電力端子に同時に電流が流れることはない。すなわち、ブリッジ回路において、高圧電力端子から半導体チップを通して出力電力端子に流れる電流経路、また出力電力端子から半導体チップを通して低圧電力端子に流れる電流経路のうちのいずれかである。このため、三相モータのインバータ装置でモータ制御を行う場合には、上記の特許文献１に記載された半導体装置の構成を適用しても、インダクタンスを低減することは難しいという問題を提起する。

本発明の目的は、上記の課題を解決することにあり、複数個の半導体チップを１つのパッケージにて実装する半導体モジュール構造において主回路のインダクタンスを低減することができる半導体装置を提供することにある。

本発明に係る半導体装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。

第１の半導体装置（請求項１に対応）は、インバータ装置のブリッジ回路を構成するハイサイドとローサイドの半導体チップであって、同一平面上に並置した一対の半導体チップと、一方の半導体チップの一面に接合されると共に高圧端子を有する高圧バスバーと、他方の半導体チップの一面に接合されると共に低圧端子を有する低圧バスバーと、一方の半導体チップの他面に接合される第１金属配線板と、他方の半導体チップの他面に接合される第２金属配線板と、第１金属配線板と第２金属配線板のそれぞれの端部から延在する出力端子を有する出力バスバーと、を備えるように構成される。
上記において、上記の半導体チップの電力用半導体素子がＩＧＢＴ素子（Ｎチャンネル型）である場合、一方の半導体チップの一面はコレクタ側の面、他面はエミッタ側の面であり、他方の半導体チップの一面はエミッタ側の面、他面はコレクタ側の面である。

上記の半導体装置では、インバータ装置のブリッジ回路を構成するハイサイドとローサイドの半導体チップからなる半導体素子モジュールの上記構造によって、ハイサイド側の電流経路とローサイド側の電流経路のそれぞれで電流が反対方向に流れて往復する構成とし、高圧バスバーと第１金属配線板の周りに発生する磁界が打ち消され、同様に低圧バスバーと第２金属配線板の周りに発生する磁界が打ち消される。これにより半導体モジュール構造における主回路のインダクタンスが低減される。

第１の半導体装置（請求項１に対応）は、上記の構成において、更に、高圧バスバーの高圧端子と低圧バスバーの低圧端子は同一側に配置され、出力バスバーの出力端子は、高圧端子と低圧端子の間の電流経路の中間位置に配置されることを特徴とする。

第１の半導体装置（請求項１に対応）は、上記の構成において、更に、高圧バスバー、低圧バスバー、第１金属配線板、第２金属配線板及び出力バスバーをそれぞれ別部材として形成し、第１金属配線板と第２金属配線板との接合部に出力バスバーが接合されることを特徴とする。この構成では、組立て性が向上し、また半導体チップに応力がかからないように接合することが可能となる。

第２の半導体装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、高圧端子から一方の半導体チップを経由した出力端子までの電流経路の長さと、低圧端子から他方の半導体チップを経由した出力端子までの電流経路の長さとを実質的に等しくしたことを特徴とする。この構成では、ハイサイド側の半導体チップの電気的特性とローサイド側の半導体チップの電気的特性が等しくなる。

第３の半導体装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、一対の半導体チップの各々は電力用半導体素子と整流用半導体素子を備え、整流用半導体素子に比べて電力用半導体素子に流れる電流の割合が多くなる半導体装置の駆動を行う場合、一方の半導体チップの電力用半導体素子は高圧バスバーで高圧端子に対して遠い側に配置され、他方の半導体チップの電力用半導体素子は第２金属配線板で低圧端子に対して遠い側に配置され、また整流用半導体素子に比べて電力用半導体素子に流れる電流の割合が少なくなる半導体装置の駆動を行う場合、一方の半導体チップの電力用半導体装置は高圧バスバーで高圧端子に対して近い側に配置され、他方の半導体チップの電力用半導体素子は第２金属配線板で低圧端子に対して近い側に配置されていることを特徴とする。この構成では、主に力行運転するモータの場合に電力用半導体素子に流れる電流が多くなるが、高圧端子から電力用半導体素子までのバスバー部分を長くすることにより、平行する部分を長くし、インダクタンスの低減をさらに図ることが可能となる。また回生や弱め界磁等では整流用半導体素子へ流れる電流も多くなるが、この場合にも同様にインダクタンスの低減を図ることができる。

本発明によれば、インバータ装置のブリッジ回路を構成するハイサイドとローサイドの半導体チップからなる半導体素子モジュールにおいて、高圧端子からハイサイドの半導体チップまで配線経路部分と当該半導体チップから出力端子までの配線経路部分を平行に配置し、かつそれぞれでの電流が反対方向に流れて往復する構成としたため、高圧バスバー等の回路のインダクタンスを低減することができる。また同半導体素子モジュールにおいて、出力端子からローサイドの半導体チップまで配線経路部分と当該半導体チップから低圧端子までの配線経路部分を平行に配置し、かつそれぞれでの電流が反対方向に流れて往復する構成としたため、低圧バスバー等の回路のインダクタンスを低減することができる。上記のように半導体素子モジュールの主回路でのインダクタンスを低減できるため、インバータ装置でのスイッチング動作時に発生するサージ電圧およびスイッチング損失を低減することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図５を参照して本発明に係る半導体装置の代表的な実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る半導体装置の外観図を示し、ＩＧＢＴモジュールのモジュール構造を示している。図２は図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図４は図１で示したＩＧＢＴモジュールの電気回路の回路構成図を示し、図５は当該ＩＧＢＴモジュールの配線の特徴的関係を示すものである。

本実施形態で説明する半導体装置は、電力用半導体装置であって、代表的に電動車両の駆動用三相モータを駆動するためのインバータ装置である。図１に示したＩＧＢＴモジュールはインバータ装置の要部を示している。まず、図４を参照してＩＧＢＴモジュールの電気回路の構成を説明する。

図４はインバータ装置のブリッジ回路の一相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちのいずれか１つ）の電気回路部分を示している。図４に示した電気回路は、高圧端子４０１側に配置されるハイサイド側ＩＧＢＴ素子４０２と、低圧端子４０３側に配置されるローサイド側ＩＧＢＴ素子４０４とが含まれる。なお本実施形態に係る半導体装置で使用される半導体素子は、ＩＧＢＴ素子に限られず、電力用半導体素子であれば、任意のものを使用することができる。また上記インバータ装置のブリッジ回路は、６個の電力半導体素子で構成されるが、上下一対の電力半導体素子で１つのモジュールが形成される。

ＩＧＢＴ素子４０２のコレクタ（Ｃ）が高圧端子４０１に接続されている。ＩＧＢＴ素子４０２のエミッタ（Ｅ）がＩＧＢＴ素子４０４のコレクタ（Ｃ）に接続され、この接続点が出力端子４０５に接続されている。さらにＩＧＢＴ素子４０４のエミッタ（Ｅ）は上記低圧端子４０３に接続されている。

上記の２つのＩＧＢＴ素子４０２，４０４の各々のゲート（Ｇ）とエミッタ（Ｅ）の間に信号コネクタ４０６，４０７が接続される。各信号コネクタ４０６，４０７の入力端子間には、適宜なタイミングでＩＧＢＴ素子４０２，４０４をオン・オフ動作させるための駆動制御用矩形パルス信号４０８が入力される。また２つのＩＧＢＴ素子４０２，４０４の各々のエミッタ（Ｅ）とコレクタ（Ｃ）の間に整流用のダイオード素子４０９，４１０が接続されている。

次に図１〜図３を参照して、上記の電気回路構成を有するＩＧＢＴモジュールの物理的な構造を説明する。

図１において、一点鎖線で示されたブロック１１は、ＩＧＢＴモジュール１２を形成するパッケージの外観形状を示している。ブロック１１は実質的には樹脂によるモールド部分である。図１で実線で示されている部分が配線板の物理的構造部分である。なお図４で説明した電気回路の各要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。

図１において、符号４０１で示す部分が上記高圧端子、符号４０３で示す部分が上記低圧端子、符号４０５で示す部分が上記出力端子である。また符号４０６，４０７はそれぞれ上記の信号コネクタである。さらに符号４０２，４０４の部分が上記ＩＧＢＴ素子であり、符号４０９，４１０の部分が上記ダイオード素子である。図１〜図３で、ＩＧＢＴ素子４０２，４０４は縦型構造を有し、上面にエミッタとゲートが形成され、下面にコレクタが形成され、またダイオード素子４０９，４１０は上面にアノードが形成され、下面にカソードが形成されている。

高圧端子４０１は、高圧バスバー２１の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された高圧バスバー２１の外側端部である。高圧バスバー２１は、全体として長方形のプレート形状をなす配線部材であり、高圧端子４０１側に配置される配線部材である。高圧バスバ−２１は、図１および図３に示されるごとく、高圧端子４０１よりも所定距離分だけ平坦プレート状の形状に形成され、途中から下方へ折り曲げられており、さらに図３中右半部は平坦プレート状の形状に形成されている。図３等に示されるように、高圧バスバー２１の高圧端子４０１の箇所には孔２１ａが形成され、右半部２１ｂは絶縁層２２の上に固定されている。絶縁層２２は、例えばエポキシまたは絶縁酸化膜である。

低圧端子４０３は、低圧バスバー２３の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された低圧バスバー２３の外側端部である。低圧バスバー２３は、同様に全体として長方形のプレート形状をなす配線部材であり、低圧端子４０３側に配置される配線部材である。低圧バスバ−２３は、図１および図２に示されるごとく、低圧端子４０３よりも所定距離分だけ平坦プレート状の形状に形成され、途中から若干下方へ折り曲げられており、さらに図２中右半部はほぼ平坦プレート状の形状に形成されている。図２等に示されるように、低圧バスバー２３の低圧端子４０３の箇所には孔２３ａが形成されている。

出力端子４０５は、出力バスバー２４の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された出力バスバー２４の外側端部である。出力バスバー２４は、全体としてほぼ長方形のプレート形状を成している。出力バスバ−２４は、後述する第１金属配線板２５および第２金属配線板２６の各端部の出力端として設けられている。また出力バスバー２４の出力端子４０５の箇所には孔２４ａが形成されている。

上記において、高圧バスバー２１のプレート形状の高圧端子４０１、低圧バスバー２３のプレート形状の低圧端子４０３、出力バスバー２４のプレート形状の出力端子４０５は、ＩＧＢＴモジュール１２における同一側の箇所にて、同一平面上に配置されるように並置されている。さらに出力端子４０５は、高圧端子４０１と低圧端子４０３の間の電流経路の中間位置に位置するように配置されている。これにより、高圧端子４０１からハイサイドのＩＧＢＴ要素４０２を通って出力端子４０５に至るまでの電流経路の長さと、出力端子４０５からローサイドのＩＧＢＴ素子４０４を通って低圧端子４０３に至るまでの電流経路の長さとがほぼ等しくなる。これにより、さらに高圧側と低圧側の電気特性がほぼ等しくなり、モータの出力特性が良くなるという利点が生じる。また、仮に出力端子４０５を、高圧端子４０１および低圧端子４０３に対して反対側に配置しようとすると、出力端子４０５を折り曲げて反対側に延長する必要がある。そのため、出力端子を形成する部材が長くなり、インダクタンスの低減に関係ない配線長が長くなるため、抵抗が大きくなるという不具合をもたらす。本実施形態の出力端子４０５では、このような不具合を生じないという利点を有する。

なお上記の高圧バスバー２１、低圧バスバー２３、出力バスバー２４の各バスバーのプレート形状については、幅が例えば２０ｍｍであり、厚みは例えば０．５ｍｍである。

次にＩＧＢＴ素子４０２，４０４とダイオード素子４０９，４１０の接続関係について説明する。

高圧側（ハイサイド）のＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９は、高圧バスバー２１の上に取り付けられている。ＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９の各々の下面、すなわちＩＧＢＴ素子４０２のコレクタ側の面とダイオード素子４０９のカソード側の面は、高圧バスバー２１に半田等で接合されている。ダイオード素子４０９は高圧端子４０１に近い位置に配置され、ＩＧＢＴ素子４０２は高圧端子４０１から遠い位置に配置されている。高圧バスバー２１は高圧端子４０１に接続される配線部材であり、高圧バスバー２１にはダイオード素子４０９のカソードとＩＧＢＴ素子４０２のコレクタのそれぞれが電気的に接続される。上記のダイオード素子４０９とＩＧＢＴ素子４０２の上側に第１金属配線板２５が配置される。第１金属配線板２５はほぼプレート形状を有し、ダイオード素子４０９のアノードとＩＧＢＴ素子４０２のエミッタおよびゲートとのそれぞれに半田接合で接続されている。第１金属配線板２５とダイオード素子４０９とは下方へ折り曲げられた両側の側片部２５ａで電気的に接続され、第１金属配線板２５とＩＧＢＴ素子４０２とは下方に折り曲げられた端部片２５ｂで電気的に接続されている。また第１金属配線板２５の一端部は上記の出力バスバー２４に接続されている。第１金属配線板２５と出力バスバー２４とは、ビスまたはネジ３１で接続してもよいし、半田付けで接合してもよい。さらに、この固定部には超音波接合やカシメを用いることができる。なお第１金属配線板２５と出力バスバー２４を一体的金属板で作ることもできる。

低圧側（ローサイド）のＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０は、絶縁層２２の上に固定された第２金属配線板２６の上に取り付けられており、かつ低圧バスバー２３の下側位置に配置されている。ＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０の各々の下面、すなわちＩＧＢＴ素子４０４のコレクタ側の面とダイオード素子４１０のカソード側の面は、第２金属配線板２６に半田等で接合されている。ダイオード素子４１０は低圧端子４０３に近い位置に配置され、ＩＧＢＴ素子４０４は低圧端子４０３から遠い位置に配置されている。低圧バスバー２３は低圧端子４０３に接続される配線部材であり、低圧バスバー２３にはダイオード素子４１０の上面のアノードとＩＧＢＴ素子４０４の上面のエミッタおよびゲートとのそれぞれが半田接合等で接続される。低圧バスバー２３とダイオード素子４１０とは下方へ折り曲げられた両側の側片部２３ｂで電気的に接続され、低圧バスバー２３とＩＧＢＴ素子４０４とは下方に折り曲げられた端部片２３ｃで電気的に接続されている。また第２金属配線板２６はほぼプレート形状を有し、ダイオード素子４１０のアノードとＩＧＢＴ素子４０４のコレクタのそれぞれに半田接合で電気的に接続されている。第２金属配線板２６の一端部は、折り曲げられ、上記の出力バスバー２４に接続されている。第２金属配線板２６と出力バスバー２４とは、ビスまたはネジ３１で接続してもよいし、半田付けで接合してもよい。なお図１で符号３３は半田付け接合した場合の接合部の吹き出しを示している。またこの固定部についても、上記と同様に、超音波接合やカシメを用いることができる。なお、第２金属配線板２６と、出力バスバー２４および第１金属配線板２５とを一体的金属板で作ることもできる。

上記の構造によれば、出力バスバー２４は、第１金属配線板２５と第２金属配線板２６の各々から延設された形で設けられている。

ハイサイドのＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９の高圧端子４０１に対する配置関係、ローサイドのＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０の低圧端子４０３に対する配置関係は、各々の端子に対して同じ遠近位置関係にある。

この場合に、ダイオード素子に比べてＩＧＢＴ素子に流れる電流の割合が多くなる半導体装置の駆動を行う場合、一方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は高圧バスバーで高圧端子に対して遠い側に配置され、他方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は第２金属配線板で低圧端子に対して遠い側に配置される。他方、ダイオード素子に比べてＩＧＢＴ素子に流れる電流の割合が少なくなる半導体装置の駆動を行う場合には、一方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は高圧バスバーで高圧端子に対して近い側に配置され、他方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は第２金属配線板で低圧端子に対して近い側に配置されることになる。

なお図２および図３に示すように、絶縁層２２の下側、すなわちＩＧＢＴモジュール１２を形成するブロック１１の下側にはヒートシンク３２が設けられている。ヒートシンク３２は図１では省略されている。

上記構造を有するＩＧＢＴモジュール１２において、高圧端子４０１側のＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９は高圧（ハイサイド）側の半導体チップを形成し、低圧端子４０３側のＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０は低圧（ローサイド）側の半導体チップを形成している。これらの一対の半導体チップは、物理的な位置関係として、同一平面上に並置された関係にある。

上記構造では、各半導体チップに対して平行に配置された高圧バスバー２１および低圧バスバー２３と、第１金属配線板２５および第２金属配線板２６とは、すべて平行な位置関係になり、かつそれらの距離も最小に設定されている。さらに高圧側アームのバスバー構造と低圧側アームのバスバー構造とは、半導体チップに対して上下関係を逆にしており、対称的な配置関係になっている。このため、回路インダクタンスや回路抵抗等の電気的特性が高圧側アームと低圧側アームで共に同じとなっている。

さらに、高圧バスバー２１、低圧バスバー２３、出力バスバー２４、第１金属配線板２５、および第２金属配線板２６による配線経路を示すと、図５のごとくなる。図５で明らかなように、高圧側の半導体チップ（ＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９）と低圧側の半導体チップ（ＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０）のそれぞれで、配線経路に流れる電流の向きが逆になるように配線されている。

ＩＧＢＴモジュール１２における上記の配線板経路の構成によって、主回路のインダクタンスを大幅に低減し、相互インダクタンスによる無誘導の効果を生じさせている。

次に、上記のＩＧＢＴモジュール１２の製造方法の一例を概説する。この例では、出力バスバー２４が２分割のタイプであるとする。従って、出力バスバー２４および出力端子４０５は、第１金属配線板２５と第２金属配線板２６の延在部分として形成される。

（１）セット工程
まず高圧側の半導体チップ（ＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９）の下面と高圧バスバー２１とを半田ペーストを介してセットし、さらに併せて当該半導体チップの上面と第１金属配線板２５を半田ペーストを介してセットする。
次に、低圧側の半導体チップ（ＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０）の下面と第２金属配線板２６とを半田ペーストを介してセットし、さらに併せて当該半導体チップの上面と低圧バスバー２３を半田ペーストを介してセットする。
次に、第１金属配線板２５と第２金属配線板２６を半田ペーストを介してセットする。このときにおいて、高圧バスバー２１の下面と第２金属配線板２６の下面との面位置を同一平面になるように一致させる。この場合、精度の高い台座がセット用ツールとして使用される。

（２）接合工程
上記のようにセットされたセット物をリフロー炉に入れ、そこで半田付け処理を行う。セット物の各要素は接合される。

（３）組付け・仕上げ工程
次に、ヒートシンク３２の上面に絶縁層２２を介して高圧バスバー２１と第２金属配線板２６をセットする。
次に、ヒートシンク３２の上面に信号コネクタ４０６，４０７を接着する。
次に、信号コネクタ４０６，４０７との間で所要の信号ワイヤをワイヤ・ボンディングする。
最後に樹脂モールド（ブロック１１）を行う。

図６は本発明に係る半導体装置の他の実施形態の要部構成を示す。図６は図２と同様な図であり、図６において上記実施形態で説明した要素と同じ要素には同一の符号を付している。この実施形態のＩＧＢＴモジュール１２によれば、低圧バスバー２３の平坦部に下方に突出する突起部２３ｄを形成し、この突起部２３ｄをダイオード素子４１０の端子に接続している。その他の構造は上記の実施形態で説明した構造と同じである。

なお上記の実施形態の説明では、高圧端子等からＩＧＢＴ素子等までの高圧バスバー等の平行部分を長くすることによりインダクタンスを低減するようにしたが、平行部分の長さは無制限に長くできるものではなく、設計上望ましい最適な長さに設定される。

また上記の実施形態の説明では、半導体装置で使用される電力用半導体素子をＮチャンネル型のＩＧＢＴ素子とした。この場合、同一平面に並置された一対の半導体チップの関係において、各半導体チップの電力用半導体素子がＩＧＢＴ素子（Ｎチャンネル型）であり、さらに、一方の半導体チップの一面はコレクタ側の面、他面はエミッタ側の面となり、他方の半導体チップの一面はエミッタ側の面、他面はコレクタ側の面となる。
また電力用半導体素子としてＩＧＢＴ素子の以外のその他の任意の電力用半導体素子を使用する場合には、その一面と他面は、上記ＩＧＢＴ素子の上記の各面に対して機能的に対応する面となる。例えばＮチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴの場合には、ＩＧＢＴ素子のコレクタは「ドレイン」に対応し、ＩＧＢＴ素子のエミッタは「ソース」に対応する。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、電動車両の駆動用モータを駆動するインバータ装置の半導体素子モジュール構造として利用される。

本発明の実施形態に係る半導体装置の外観を示し、特にＩＧＢＴモジュールのモジュール構造の外観図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図１で示したＩＧＢＴモジュールの電気回路の回路構成図である。 図１で示したＩＧＢＴモジュールの配線の特徴的関係をイメージ的に示した回路図である。 本発明に係る半導体装置の他の実施形態の要部構成を示し、図２と同様な要部断面図である。

符号の説明

１１ ブロック（樹脂モールド）
１２ ＩＧＢＴモジュール
２１ 高圧バスバー
２２ 絶縁膜
２３ 低圧バスバー
２４ 出力バスバー
２５ 第１金属配線板
２６ 第２金属配線板
４０２，４０４ ＩＧＢＴ素子
４０９，４１０ ダイオード素子

Claims (3)

1. 同一平面上に並置した一対の半導体チップと、
   一方の前記半導体チップの一面に接合されると共に高圧端子を有する高圧バスバーと、
   他方の前記半導体チップの一面に接合されると共に低圧端子を有する低圧バスバーと、
   前記一方の半導体チップの他面に接合される第１金属配線板と、
   前記他方の半導体チップの他面に接合される第２金属配線板と、
   前記第１金属配線板と前記第２金属配線板のそれぞれの端部から延在する出力端子を有する出力バスバーと、
   を備え、
   前記高圧バスバーの前記高圧端子と前記低圧バスバーの前記低圧端子は同一側に配置され、前記出力バスバーの前記出力端子は、前記高圧端子と前記低圧端子の間の電流経路の中間位置に配置され、
   前記高圧バスバー、前記低圧バスバー、前記第１金属配線板、前記第２金属配線板及び前記出力バスバーをそれぞれ別部材として形成し、前記第１金属配線板と前記第２金属配線板との接合部に前記出力バスバーが接合されることを特徴とする半導体装置。
2. 前記高圧端子から前記一方の半導体チップを経由した前記出力端子までの電流経路の長さと、前記低圧端子から前記他方の半導体チップを経由した前記出力端子までの電流経路の長さとを実質的に等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 一対の前記半導体チップの各々は電力用半導体素子と整流用半導体素子を備え、
   前記整流用半導体素子に比べて前記電力用半導体素子に流れる電流の割合が多くなる半導体装置の駆動を行う場合、前記一方の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記高圧バスバーで前記高圧端子に対して遠い側に配置され、前記他方の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記第２金属配線板で前記低圧端子に対して遠い側に配置され、
   前記整流用半導体素子に比べて前記電力用半導体素子に流れる電流の割合が少なくなる半導体装置の駆動を行う場合、前記一方の半導体チップの前記電力用半導体装置は前記高圧バスバーで前記高圧端子に対して近い側に配置され、前記他方の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記第２金属配線板で前記低圧端子に対して近い側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。

Images