JP5126617B2 - 半導体装置及び接続部材 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板と、前記半導体素子と前記導体板とを電気的に接続する接続部材と、を備えた半導体装置に関する。また、少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板とを電気的に接続する接続部材に関する。
近年、省エネルギや環境負荷軽減の観点から、回転電機(モータやジェネレータ)を駆動力源として備えたハイブリッド車両や電動車両が注目されている。このようなハイブリッド車両や電動車両においては、インバータ装置(半導体装置の一種)により回転電機を流れる電流が制御される。ここで、当該インバータ装置にはIGBTやMOSFET等のスイッチング素子(半導体素子の一種)が備えられ、当該スイッチング素子によりバッテリからの直流電力を交流電力に変換して回転電機に供給し、或いは回転電機からの交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する。車載用のインバータ装置においては、回転電機による出力の向上を図るため、大電力化に対する要求が大きくなってきている。また、スイッチング素子に大電流が流れるとその分だけ発熱量も大きくなるため、スイッチング素子の保護を適切に図るべく放熱性能に対する要求も大きくなってきている。
インバータ装置により大容量の電流が流れるのを可能とすると共に放熱効果を上昇させるための一つの方策として、スイッチング素子を流れる電流の通電経路を、バスバー(導体板)を用いて構成することが提案されている。このようなバスバーを用いて構成された半導体装置が、例えば下記の特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された半導体装置では、図11に示すように、少なくとも一つの半導体素子101が搭載されると共に、半導体素子101の上面に接合された金属板102と、当該金属板102に接合され半導体装置の通電経路となる導体板103と、を備えている。そして、導体板103と金属板102とが、半導体素子101の直上以外の部分でレーザ溶接により接合されている。
これにより、半導体素子101を流れる電流の通電経路の一部を例えば金属性ワイヤによるボンディングにより構成した場合と比較して、大電力化及び放熱効果の上昇を図ることが可能となっている。また、導体板103と金属板102とを半導体素子103の直上以外の部分で接合することにより、レーザ溶接を行う際に、仮に金属板102におけるレーザ接合部に貫通孔が生成してしまったとしても、レーザ光が直接的に半導体素子101に照射されることが抑制され、半導体素子101が熱ダメージを受けることが抑制されている。
特開2008−098586号公報
しかし、通電経路の一部を単純にバスバー(導体板)を用いて構成しただけでは、半導体素子に流れる電流の大容量化を図れるとは限らない。すなわち、バスバー(導体板)と金属板との間を流れる電流容量はレーザ溶接のスポット点数(スポット面積)に応じて決まるため、電流容量を大きく確保しようとすれば、上記スポット点数(スポット面積)を増加させる必要があると言える。この点、特許文献1に記載された半導体装置では、バスバー(導体板)と金属板とが半導体素子の直上部分を避けてレーザ溶接により接合されるため、スポット点数(スポット面積)を増加させようとすれば、半導体素子の上面側から見た平面視で半導体素子が占める領域とは重複しない部分を占めることになるレーザ接合部の領域が大きくなる。その結果、半導体装置全体が大型化してしまうという問題があった。
なお、半導体装置全体の大型化を抑制するべく、単純に半導体素子の直上部分でのレーザ溶接による接合を許容した場合には、上述したような半導体素子に対する熱ダメージの抑制効果を得ることができない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化及び通電量の大容量化を図ることができると共に、半導体素子に対するダメージの抑制を図ることができる半導体装置を提供することを目的とする。また、そのような半導体装置を容易に具現化することができる電気的な接続部材を提供することを目的とする。
この目的を達成するための、本発明に係る少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板と、前記半導体素子と前記導体板とを電気的に接続する接続部材と、を備えた半導体装置の特徴構成は、前記接続部材は、前記導体板に対して略平行に接する板状の導体接続部と、前記半導体素子における前記導体接続部側の面に略平行に接する板状の素子接続部と、を備え、前記導体板に直交する方向である第一方向から見た平面視で、前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに重複する重複領域を有し、前記重複領域内で、前記導体板と前記導体接続部とがレーザ溶接により接合され、前記第一方向に直交する方向であって前記導体接続部へ向かって延びる前記導体板の延在方向が第二方向であり、前記接続部材と前記導体板とは、前記第一方向及び前記第二方向の双方に直交する第三方向の幅が等しく構成されている点にある。
上記の特徴構成によれば、接続部材を構成する導体接続部と素子接続部とが、導体板に直交する方向から見た平面視で互いに重複する重複領域を有するので、当該重複領域内で導体板と導体接続部とがレーザ溶接により接合される際に、素子接続部がレーザ接合部位と半導体素子との間を遮蔽する機能を果たすことになる。よって、レーザ溶接時に仮に導体接続部に貫通孔が生成してしまったとしても、導体接続部を貫通したレーザ光が素子接続部により遮蔽されて半導体素子に直接照射されることが抑制される。また、レーザ溶接時の放射熱が半導体素子に伝導されるのを抑制することができる。これにより、半導体素子が熱ダメージを受けるのを抑制することができる。
また、導体板に直交する方向から見た平面視で半導体素子と重複する領域であっても、重複領域内では半導体素子への熱ダメージをほとんど懸念することなく導体板と導体接続部とをレーザ溶接により接合することができるので、レーザ溶接のためのスペースを別途確保する必要がなく、例えば半導体素子の直上以外の部分で導体板と導体接続部とが接合される場合と比較して、装置全体の小型化を図ることができる。更に、重複領域内ではレーザ溶接のスポット点数(スポット面積)を比較的自由に増加させることができるので、接続部材を介した導体板と半導体素子との間の通電量を大きく確保することができる。
従って、上記の特徴構成によれば、小型化及び通電量の大容量化を図ることができると共に、半導体素子に対するダメージの抑制を図ることができる半導体装置を提供することができる。
また、前記接続部材は、前記導体接続部と前記素子接続部とを連結する連結部を更に備え、前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに略平行に配置されると共に、前記連結部が前記第一方向に弾性変形可能とされている構成とすると好適である。
この構成によれば、導体接続部と素子接続部とを連結する連結部が弾性変形可能とされているので、互いに略平行に配置される導体接続部と素子接続部との間の位置関係を、それらに直交する方向に相対変位可能とすることができる。よって、半導体装置の組み付けの際に、半導体素子と導体板との間の距離が多少のバラツキを有していたとしても、導体接続部と素子接続部との間の位置関係を変位させることで上記バラツキを吸収することができる。
また、半導体装置が、例えば振動の多い場所で用いられる場合にも、同様に導体接続部と素子接続部との間の位置関係を変位させることで上記振動を吸収して、導体接続部と導体板との間の接合箇所、及び素子接続部と半導体素子との間の接続箇所に加わる応力を低減させることができる。よって、接続部材を介した導体板と半導体素子との間の電気的接続を適切に維持することができるので、そのような振動の多い場所で用いられる場合にも、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
ここで、前記接続部材は、板状部材を断面略U字状に屈曲形成した形状を有し、互いに略平行な二つの面のうちの一方が前記導体接続部とされ、他方が前記素子接続部とされている構成とすると好適である。
なお、「略U字状」は、互いに略平行な二辺の一方の端部が曲線又は直線で構成される他の一辺により接続されて、全体的に見ておよそU字型に形成されていることを意味する。その際、全体的に見ておよそU字型となっていれば、丸みを帯びたり角張ったり、或いはその他の形状を有したりしていても良いものとする。
この構成によれば、接続部材を断面略U字状に屈曲形成することにより簡易に重複領域を生じさせることができる。また、その際、屈曲させて折り返す分の長さを調整することで、必要に応じた重複領域の面積を適切に確保することができる。よって、半導体装置全体の小型化と通電量の大容量化とのバランスを取りつつ、これらのメリットを享受することができる。
また、前記接続部材は、板状部材を断面略Z字状に屈曲形成した形状を有し、互いに略平行な二つの面のうちの一方が前記導体接続部とされ、他方が前記素子接続部とされている構成とすると好適である。
なお、「略Z字状」は、互いに略平行な二辺のうちの一方の一端と他方の他端とが曲線又は直線で構成される他の一辺により接続されて、全体的に見ておよそZ字型に形成されていることを意味する。その際、全体的に見ておよそZ字型となっていれば、丸みを帯びたり角張ったり、或いはその他の形状を有したりしていても良いものとする。
この構成によれば、接続部材を断面略Z字状に屈曲形成することにより簡易に重複領域を生じさせることができる。また、その際、概ね二回屈曲させて折り返す分のそれぞれの長さを調整することで、必要に応じた重複領域の面積を適切に確保することができる。よって、半導体装置全体の小型化と通電量の大容量化とのバランスを取りつつ、これらのメリットを享受することができる。
更に、この構成では、接続部材のうち導体接続部と素子接続部とを連結する部位が重複領域全体に亘って延在することになる。そのため、重複領域内で導体板と導体接続部とがレーザ溶接により接合される際に、素子接続部に加えて当該連結部位もがレーザ接合部位と半導体素子との間を遮蔽する機能を果たすことになる。また、断面略Z字状とすることで接続部材の長さが長くなるので、接続部材の表面積を大きくして放熱効果を上昇させることができる。更に、この場合において、板厚を同等とした場合には接続部材の熱容量が増大するので当該接続部材を介した半導体素子への熱伝導を抑制することができる。従って、半導体素子が熱ダメージを受けることをより一層効果的に抑制することができる。或いは、遮蔽性を確保しつつ、板厚を薄くして軽量化を図ることができる。
また、複数の前記半導体素子を備えると共に、前記接続部材は二つの前記半導体素子を共通に前記導体板に接続するように構成され、前記接続部材が二つの前記半導体素子にそれぞれ接する二つの前記素子接続部を備えると共に、前記導体接続部が二つの前記素子接続部の間に介在され、当該二つの前記素子接続部を一体的に連結している構成とすると好適である。
この構成によれば、導体板に直交する方向から見た平面視で導体接続部と二つの素子接続部とがそれぞれ重複する二つの重複領域で、半導体素子への熱ダメージをほとんど懸念することなく導体板と導体接続部とをレーザ溶接により接合することができる。よって、二つの半導体素子の間の距離を短縮化することができ、半導体装置全体のより一層の小型化を図ることができる。
また、一つの接続部材を用いて導体板と二つの半導体素子と同時に接続することができるので、構造が簡素化されると共に製造性も良好なものとなる。
本発明に係る少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板とを電気的に接続する接続部材の特徴構成は、前記導体板に対して略平行に接してレーザ溶接により接合される板状の導体接続部と、前記半導体素子における前記導体接続部側の面に略平行に接する板状の素子接続部と、を備え、前記導体接続部に直交する方向である第一方向から見た平面視で、前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに重複する重複領域を有し、前記導体接続部が前記導体板に接合された状態で、前記第一方向に直交する方向であって前記導体接続部へ向かって延びる前記導体板の延在方向が第二方向であり、前記第一方向及び前記第二方向の双方に直交する方向が第三方向であり、前記接続部材の前記第三方向の幅が、前記導体板の前記第三方向の幅に等しく構成されている点にある。
上記の特徴構成によれば、導体接続部と素子接続部とが、導体接続部に直交する方向から見た平面視で互いに重複する重複領域を有するので、導体板と導体接続部とをレーザ溶接により接合させる際に、当該重複領域内でレーザ溶接させることにより、素子接続部にレーザ接合部位と半導体素子との間を遮蔽する機能を持たせることができる。よって、レーザ溶接時に仮に導体接続部に貫通孔が生成してしまったとしても、導体接続部を貫通したレーザ光が素子接続部により遮蔽されて半導体素子に直接照射されることが抑制される。また、レーザ溶接時の放射熱が半導体素子に伝導されるのを抑制することができる。これにより、半導体素子が熱ダメージを受けるのを抑制することができる。
また、重複領域内で導体板と導体接続部、及び半導体素子と素子接続部とを接続させることにより、コンパクトに導体板と半導体素子とを電気的に接続させることができる。更に、重複領域内ではレーザ溶接のスポット点数(スポット面積)を比較的自由に増加させることができるので、導体板と半導体素子との間の通電量を大きく確保させることができる。
従って、上記の特徴構成によれば、小型化及び通電量の大容量化を図ることができると共に、半導体素子に対するダメージの抑制を図ることができる半導体装置を、容易に実現することができる接続部材を提供することができる。
第一の実施形態に係るインバータ装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。 第一の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 第一の実施形態に係るスイッチングモジュールの平面図である。 第一の実施形態に係るスイッチングモジュールの斜視図である。 第二の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 第三の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 その他の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 その他の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 その他の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 その他の実施形態に係るスイッチングモジュールの断面図である。 従来技術を示す図である。
〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においては、本発明に係る半導体装置を、回転電機3を制御するためのインバータ装置7を構成するスイッチングモジュール8に適用した場合を例として説明する。本実施形態では、インバータ装置7は、電動車両やハイブリッド車両に備えられた回転電機3の制御のために用いられている。なお、回転電機3は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての双方の機能を果たすことが可能とされている。
1.インバータ装置の概略構成
まず、インバータ装置7の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係るインバータ装置7の回路構成を模式的に示すブロック図である。図1に示すように、このインバータ回路は、回転電機3の駆動用の回路となっている。本実施形態では、回転電機3は、三相交流で駆動される構成となっており、このインバータ回路はブリッジ回路により構成されている。つまり、電源電圧となる正極P側とグランドとなる負極N側との間に二つのスイッチング素子11が直列に接続され、この直列回路が3回線並列に接続されている。なお、回転電機3のステータコイルU相、V相、W相のそれぞれに一組のスイッチング素子11の直列回路が対応している。
図1において、
符号11aは、U相の上段側スイッチング素子であり、
符号11bは、V相の上段側スイッチング素子であり、
符号11cは、W相の上段側スイッチング素子であり、
符号11dは、U相の下段側スイッチング素子であり、
符号11eは、V相の下段側スイッチング素子であり、
符号11fは、W相の下段側スイッチング素子である。
これらのスイッチング素子11a〜11fとしては、IGBT(insulated gate bipolar transistor)やMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)等を適用すると好適である。本例では、IGBTを用いた場合の例を示している。
図1に示すように、各相の上段側スイッチング素子11a、11b、11cのコレクタは正極P側に接続され、エミッタは各相の下段側スイッチング素子11d、11e、11fのコレクタに接続されている。また、各相の下段側スイッチング素子11d、11e、11fのエミッタは、負極N側に接続されている。各スイッチング素子11a〜11fのゲートは図示しない制御ユニットに接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。すなわち、制御ユニットは、これらスイッチング素子11a〜11fを、回転電機3に要求される要求回転速度及び要求トルクに基づいてPWM制御することで、回転電機3に三相の交流電力を供給する。これにより、回転電機3を要求回転速度及び要求トルクに応じて力行させる。一方、回転電機3が発電機として機能し、回転電機側から電力の供給を受ける場合には、制御ユニットは、発電された交流を直流に変換するように各スイッチング素子11a〜11fを制御する。
各スイッチング素子11a〜11fのエミッタ−コレクタ間には、ダイオード素子13が並列接続されている。ここで、ダイオード素子13は、アノードがスイッチング素子11a〜11fのエミッタに接続され、カソードがスイッチング素子11a〜11fのコレクタに接続されている。ダイオード素子13はFWD(Free Wheel Diode)として用いられている。本実施形態においては、スイッチング素子11及びダイオード素子13が本発明における「半導体素子」に相当する。そして、各スイッチング素子11a〜11fと各ダイオード素子13とが、後述する接続部材31により電気的に接続されている(図2を参照)。なお、それぞれ対となるスイッチング素子11とダイオード素子13とにより、スイッチングモジュール8が構成されている。本実施形態においては、スイッチングモジュール8が本発明における「半導体装置」に相当する。
対となる各相のスイッチング素子(11a、11d)、(11b、11e)、(11c、11f)による直列回路の中間点(スイッチング素子の接続点)12u、12v、12wは、回転電機3の各相のコイル15u、15v、15wにそれぞれ接続されている。ここでは、各スイッチング素子11a〜11fと各ダイオード素子13とを接続する接続部材31と、各相のコイル15u、15v、15wとが、後述するバスバー25により電気的に接続されている。本実施形態においては、バスバー25が本発明における「導体板」に相当する。
2.インバータ装置の具体的構成
次に、インバータ装置7を構成する各スイッチングモジュール8の具体的構成について説明する。図2は、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の断面図であり、図3は、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の平面図である。また、図4は、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の斜視図である。これらの図に示すように、スイッチングモジュール8は、ベースプレート21と、絶縁基板23と、半導体素子としてのスイッチング素子11及びダイオード素子13と、接続部材31と、バスバー25と、を備えている。ベースプレート21、絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13は、この順に積層されている。そして、スイッチング素子11とダイオード素子13とを電気的に接続するように接続部材31が配置され、接続部材31に対して更にバスバー25が接続されている。このようなスイッチングモジュール8において、本発明は、スイッチング素子11及びダイオード素子13とバスバー25とを電気的に接続するための接続部材31の構造、及び当該接続部材31とバスバー25との接続構造に特徴を有する。以下、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の各部の詳細について説明する。
ベースプレート21は、絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13を積層するためのベースとなる板状の部材である。なお、本実施形態では、ベースプレート21は各スイッチングモジュール8の間で共通化されている。ベースプレート21は、銅やアルミニウム等の金属材料で形成されている。ベースプレート21の上面には、板状の絶縁基板23が載置されている。絶縁基板23の上下両面には、DBC(Direct Bonding Copper)法等により形成された図示しない銅箔が備えられている。絶縁基板23の下面側の銅箔が半田にてベースプレート21に固着されることにより、ベースプレート21上に絶縁基板23が固着されている。
絶縁基板23の上面には、スイッチング素子11及びダイオード素子13が載置されている。スイッチング素子11とダイオード素子13とは、一つの絶縁基板23上に互いに隣接して並列配置されている。ここでは、絶縁基板23の上面側の銅箔に、半田にてスイッチング素子11及びダイオード素子13が固着されている。これらのベースプレート21、絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13は、互いに略平行な状態で積層されている。なお、以下では、これらの積層方向をZ軸方向とする。また、スイッチング素子11からこれに隣接配置されるダイオード素子13に向かう方向をX軸方向とし、X軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向とする。
バスバー25は、導電性を有する板状の部材であり、例えば銅やアルミニウム等の金属材料で構成されている。バスバー25は、スイッチングモジュール8における電流の通電経路の一部を構成しており、スイッチング素子11及びダイオード素子13を流れる電流の通電経路となっている。本例では、上記のとおりバスバー25はスイッチング素子11及びダイオード素子13と回転電機3の各相のコイル15u、15v、15wのいずれかとの間の通電経路となっている。なお、スイッチング素子11及びダイオード素子13と、電源電圧の正極P側や負極N側との間の通電経路等に適用しても良い。本実施形態では、バスバー25は、ベースプレート21、絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13に対して略平行な状態で配置されている。
スイッチング素子11及びダイオード素子13とバスバー25とを電気的に接続するように、接続部材31が設けられている。接続部材31は、導電性を有する板状の部材であり、例えば銅やアルミニウム等の金属材料で構成されている。接続部材31は、バスバー25に対して接続される導体接続部33と、スイッチング素子11及びダイオード素子13に対して接続される素子接続部35と、導体接続部33と素子接続部35とを連結する連結部37と、を備えて構成されている。本実施形態においては、一つの接続部材31が、一つのスイッチング素子11と一つのダイオード素子13とを共通に一つのバスバー25に接続するように構成されている。
このような構成を実現するため、本実施形態では接続部材31は、スイッチング素子11に対して接続される第一素子接続部35aと、ダイオード素子13に対して接続される第二素子接続部35bと、を備えると共に、第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bの間に介在され、当該二つの素子接続部35a、35bを一体的に連結する導体接続部33を備えている。また、導体接続部33と第一素子接続部35aとが第一連結部37aにより連結され、導体接続部33と第二素子接続部35bとが第二連結部37bにより連結されている。本例では、接続部材31は一つの略一定幅の帯状の板状部材を屈曲形成することにより形成されている。そして、導体接続部33、第一素子接続部35a、第二素子接続部35b、第一連結部37a、及び第二連結部37bが一体となって接続部材31が構成されている。
導体接続部33は、その上面がバスバー25の下面に対して略平行に接するように配置されてバスバー25に接続されている。また、第一素子接続部35aは、その下面がスイッチング素子11の上面に対して略平行に接するように配置されてスイッチング素子11に接続されている。同様に、第二素子接続部35bは、その下面がダイオード素子13の上面に対して略平行に接するように配置されてダイオード素子13に接続されている。なお、導体接続部33とバスバー25とはレーザ溶接により接合される。詳細については後述する。また、第一素子接続部35aとスイッチング素子11、及び第二素子接続部35bとダイオード素子13とは半田にて固着される。
ここで、本実施形態においては、接続部材31は、各素子11、13に対応する部分において、Y軸に直交する面における断面形状が略U字状に屈曲形成された形状を有して構成されている。本例では、連結部37a、37bは直線状の断面形状を有しており、接続部材31の断面形状は角張ったU字状(略コ字状)とされている。そして、バスバー25とスイッチング素子11及びダイオード素子13とが互いに略平行に配置されるのに対応して、導体接続部33と素子接続部35も互いに略平行となるように配置されている。本例では、接続部材31のうち、バスバー25とスイッチング素子11とを接続する部位、及びバスバー25とダイオード素子13とを接続する部位、の双方が略U字状の断面形状を有している。なお、接続部材31は、Y軸方向には一定の幅を有して構成されている。本例では、接続部材31とバスバー25とは、Y軸方向の幅が等しく設定されている。
具体的には、接続部材31のうち、バスバー25とスイッチング素子11とを接続する部位では、互いに略平行に配置される導体接続部33及び第一素子接続部35aが、X軸方向の一方側(図2における左側)でそれぞれの端部がX軸方向の位置を揃えて配置されると共に、それぞれのX軸方向の一方側の端部どうしが第一連結部37aによりZ軸方向に連結されて、略U字状の断面形状を形成している。また、接続部材31のうち、バスバー25とダイオード素子13とを接続する部位では、互いに略平行に配置される導体接続部33及び第二素子接続部35bが、X軸方向の他方側(図2における右側)でそれぞれの端部がX軸方向の位置を揃えて配置されると共に、それぞれのX軸方向の他方側の端部どうしが第二連結部37bによりZ軸方向に連結されて、略U字状の断面形状を形成している。なお、上記のとおり導体接続部33は二つの素子接続部35a、35bを一体的に連結しており、接続部材31の断面形状は、全体として導体接続部33のX軸方向の両端からそれぞれ略U字状に折り返した形状とされている。
このような形状を有して構成された接続部材31では、図2〜図4に示すように、バスバー25及び導体接続部33に直交する方向(Z軸方向)から見た平面視で、導体接続部33と素子接続部35とが互いに重複する重複領域Dを有している。本例では、導体接続部33と第一素子接続部35a、及び導体接続部33と第二素子接続部35bとが、互いに重複する重複領域Dをそれぞれ有している。
そして、当該重複領域D内で、バスバー25と導体接続部33とが、レーザ溶接により接合されている。レーザ溶接は、導体接続部33と素子接続部35a、35bとの重複領域Dに対して、バスバー25の上面側からZ軸方向にレーザ光Lを照射することにより行う。このようなレーザ溶接に用いるレーザとしては、例えばYAGレーザ、COレーザ、半導体レーザ等の溶接用のレーザを利用することができる。本例ではYAGレーザが用いられている。レーザ溶接では、エネルギ密度の高い熱源を利用して極小スポットを短時間で集中的に加熱することで、熱影響範囲を狭く抑えて歪みの少ない溶接を行うことができる。レーザ溶接により、バスバー25と導体接続部33とが複数の溶融スポット41を介して接合される。なお、溶融スポット41の数、及びそれに伴う溶融スポット41の総面積に応じて、バスバー25と接続部材31との間を流れる電流の最大容量が定まる。
ところで、本実施形態に係るスイッチングモジュール8を備えたインバータ装置7のように、車両に搭載されて用いられる場合には、振動に対する強度を高く確保するために強固に接合されると共に、小型化及び軽量化が図られていることが望ましい。そのため、接続部材31が本実施形態のように板状部材で形成されると共に、バスバー25と接続部材31の導体接続部33とに跨って形成される溶融スポット41が導体接続部33に深く喰い込むようにレーザ光Lの強度及び照射時間が設定される場合がある。このような場合にあっては、バスバー25や接続部材31の製造上のバラツキ等に起因して、レーザ光Lが導体接続部33を完全に貫通してスイッチング素子11やダイオード素子13側に照射されてしまう場合がある。スイッチング素子11やダイオード素子13にレーザ光Lが直接照射されると、スイッチング素子11やダイオード素子13が熱ダメージを受ける可能性がある。
この点、本実施形態に係るスイッチングモジュール8では、接続部材31の断面形状が、全体として導体接続部33のX軸方向の両端からそれぞれ略U字状に折り返した形状とされ、導体接続部33と第一素子接続部35a、及び導体接続部33と第二素子接続部35bとが、互いに重複する重複領域Dをそれぞれ有している。そして、当該重複領域D内で、バスバー25と導体接続部33とがレーザ溶接により接合されている。そのため、バスバー25の上面側からZ軸方向にレーザ光Lを照射してレーザ溶接を行う際に、仮にレーザ光Lが導体接続部33を完全に貫通してしまったとしても、第一素子接続部35a又は第二素子接続部35bがスイッチング素子11及びダイオード素子13へのレーザ光Lの直接の照射を遮蔽する。よって、スイッチング素子11及びダイオード素子13が熱ダメージを受けるのを抑制することができる。
また、第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bは、バスバー25と導体接続部33とがレーザ溶接により接合される際の放射熱がスイッチング素子11及びダイオード素子13側へ伝導されるのを遮蔽するようにも機能する。よって、この点からもスイッチング素子11及びダイオード素子13が熱ダメージを受けるのを抑制することができる。つまり、Z軸方向から見た平面視で導体接続部33と重複する素子接続部35a、35bが、レーザ光L及び放射熱に対する遮蔽手段として機能することにより、スイッチング素子11及びダイオード素子13に対する直接的及び間接的な熱ダメージの双方が抑制されている。
また、重複領域D内であれば、第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bによりスイッチング素子11及びダイオード素子13へのレーザ光Lの直接の照射が遮蔽されるので、Z軸方向から見た平面視でスイッチング素子11及びダイオード素子13と重複する領域であってもバスバー25と導体接続部33とをレーザ溶接により接合することができる。よって、レーザ溶接のためのスペースを別途確保する必要がないので、例えば従来技術を表した図11に示すように、スイッチング素子やダイオード素子等の半導体素子101の直上以外の部分で導体板103と金属板102とが接続される場合と比較して、X軸方向におけるスイッチング素子11とダイオード素子13との間の距離を短縮化することができる。よって、スイッチングモジュール8を小型化することができ、その結果インバータ装置7全体も小型化することができる。
更に、重複領域D内であれば、レーザ溶接による溶接スポット41の数(溶接スポット41の総面積)を比較的自由に設定することができるので、これらを大きく確保することにより、接続部材31を介したバスバー25とスイッチング素子11及びダイオード素子13との間の通電量の大容量化を図ることができる。なお、重複領域Dの大きさは、導体接続部33や第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bのX軸方向に沿った長さを適宜変更することにより調整することが可能である。或いは、これらのY軸方向の幅を適宜変更することによっても調整することができる。
〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においても、本発明を、回転電機3を制御するためのインバータ装置7を構成するスイッチングモジュール8に適用している。図5は、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の断面図である。本実施形態に係るスイッチングモジュール8は、接続部材31の構造が上記第一の実施形態と一部相違している。それ以外の構成に関しては、基本的には上記第一の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るスイッチングモジュール8について、上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。
本実施形態においては、接続部材31は、各素子11、13に対応する部分において、Y軸に直交する面における断面形状が略Z字状に屈曲形成された形状を有して構成されている。そして、バスバー25とスイッチング素子11及びダイオード素子13とが互いに略平行に配置されるのに対応して、導体接続部33と素子接続部35も互いに略平行となるように配置されている。本例では、接続部材31のうち、バスバー25とスイッチング素子11とを接続する部位、及びバスバー25とダイオード素子13とを接続する部位、の双方が略Z字状の断面形状を有している。
具体的には、接続部材31のうち、バスバー25とスイッチング素子11とを接続する部位では、互いに略平行に配置される導体接続部33及び第一素子接続部35aが、X軸方向の一方側(図5における左側)でそれぞれの端部がX軸方向の位置を揃えて配置されている。そして、導体接続部33におけるX軸方向の一方側の端部と第一素子接続部35aにおけるX軸方向の他方側(図5における右側)の端部とが第一連結部37aにより斜め方向に連結されて、略Z字状の断面形状を形成している。また、接続部材31のうち、バスバー25とダイオード素子13とを接続する部位では、互いに略平行に配置される導体接続部33及び第二素子接続部35bが、X軸方向の他方側でそれぞれの端部がX軸方向の位置を揃えて配置されている。そして、導体接続部33におけるX軸方向の他方側の端部と第二素子接続部35bにおけるX軸方向の一方側の端部とが第二連結部37bにより斜め方向に連結されて、略Z字状の断面形状を形成している。なお、導体接続部33は二つの素子接続部35a、35bを一体的に連結しており、接続部材31の断面形状は、全体として導体接続部33のX軸方向の両端からそれぞれ略Z字状に折り返した形状とされている。
このような形状を有して構成された接続部材31でも、図5に示すように、バスバー25及び導体接続部33に直交する方向(Z軸方向)から見た平面視で、導体接続部33と素子接続部35a、35bとが互いに重複する重複領域Dをそれぞれ有している。そして、当該重複領域D内で、バスバー25と導体接続部33とが、レーザ溶接により接合されている。
本実施形態に係るスイッチングモジュール8では、接続部材31を構成する第一連結部37a及び第二連結部37bが重複領域D全体に亘って延在している。そのため、本実施形態においては、素子接続部35a、35bに加えて更に連結部37a、37bもがレーザ光L及び放射熱に対する遮蔽手段として機能する。従って、上記第一の実施形態における場合と比較して、スイッチング素子11及びダイオード素子13に対する直接的及び間接的な熱ダメージの双方が、更に効果的に抑制されている。なお、導体接続部33及び素子接続部35a、35bのX軸方向の長さが等しいという条件の下では、本実施形態では上記第一の実施形態と比べて接続部材31全体の長さが長くなる。よって、接続部材31の熱容量が大きくなるので、接続部材31を介してスイッチング素子11及びダイオード素子13に伝導される熱量を減少させることができる。また、接続部材31の表面積が大きくなるので、放熱性も向上する。従って、この点からもスイッチング素子11及びダイオード素子13に対する熱ダメージを抑制することができる。なお、遮蔽性を確保しつつ、接続部材31の板厚を薄くして軽量化を図ることもできる。
また、本実施形態に係る接続部材31の構造では、各屈曲部における屈曲角度を変角させることにより、導体接続部33と第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bとが略平行な状態を維持したままで、これらの間の相対的な位置関係が弾性的に変化可能である。よって、製造上の誤差によりスイッチング素子11やダイオード素子13とバスバー25との間の距離が多少のバラツキ(公差)を有していたとしても、導体接続部33と第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bとの間の位置関係を変位させることで、当該バラツキ(公差)を吸収することができる。また、本実施形態に係るスイッチングモジュール8を備えたインバータ装置7のように、車両に搭載されて振動が生じやすい場所で用いられることが多い場合にも、当該振動を吸収して、導体接続部33とバスバー25との間の接合箇所、第一素子接続部35aとスイッチング素子11との間の接合箇所、及び第二素子接続部35bとダイオード素子13との間の接続箇所、に加わる応力を低減させることができる。よって、そのような振動の多い場所で用いられる場合にも、これらの間の電気的接続を適切に維持することができる。このようにして、スイッチングモジュール8を備えたインバータ装置7の信頼性の向上が図られている。
〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においても、本発明を、回転電機3を制御するためのインバータ装置7を構成するスイッチングモジュール8に適用している。図6は、本実施形態に係るスイッチングモジュール8の断面図である。本実施形態に係るスイッチングモジュール8は、接続部材31の構造が上記第一及び第二の実施形態と一部相違している。それ以外の構成に関しては、基本的には上記第一及び第二の実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係るスイッチングモジュール8について、上記第一及び第二の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に明記しない点については、上記第一及び第二の実施形態と同様とする。
本実施形態においては、接続部材31を構成する導体接続部33と素子接続部35a、35bとが互いに略平行に配置されると共に、連結部37a、37bが導体接続部33及び素子接続部35a、35bに直交する方向(Z軸方向)に弾性変形可能とされている。より具体的には、連結部37a、37bは、導体接続部33におけるX軸方向の両端部からそれぞれ内側に向かって(互いに近接する方向に)湾曲した断面形状を有して構成されている。このときの導体接続部33と連結部37a、37bとの間の屈曲角、及び素子接続部35a、35bと連結部37a、37bとの間の屈曲角は、例えば30〜60°等とすると好適である。図示の例では、それぞれ約45°とされている。このような形状を有する連結部37a、37bは、Z軸方向に加わる応力を弾性変形により吸収することができる。
すなわち、本実施形態に係る接続部材31の構造では、連結部37a、37b自体を弾性変形させることにより、導体接続部33と第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bとが略平行な状態を維持したままで、これらの間の相対的な位置関係が変化可能である。よって、本実施形態に係るスイッチングモジュール8でも、導体接続部33と第一素子接続部35a及び第二素子接続部35bとの間の位置関係を変位させることで、スイッチング素子11やダイオード素子13とバスバー25との間の距離のバラツキ(公差)を吸収することができる。また、スイッチングモジュール8に伝わる振動を吸収して、導体接続部33とバスバー25との間の接合箇所、第一素子接続部35aとスイッチング素子11との間の接合箇所、及び第二素子接続部35bとダイオード素子13との間の接続箇所、に加わる応力を低減させることができる。よって、振動の多い場所で用いられる場合にも、これらの間の電気的接続を適切に維持することができるので、スイッチングモジュール8を備えたインバータ装置7の信頼性を向上させることができる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記第一の実施形態においては、接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が略U字状に屈曲形成された形状を有して構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば図7に示すように、接続部材31が、X軸に直交する面における断面形状が略U字状に屈曲形成された形状を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合において、第一連結部37aと第二連結部37bとは、Y軸方向において同じ位置に配置されてもいて良いし、異なる位置に配置されていても良い。図7には、第一連結部37aは導体接続部33及びスイッチング素子11のY軸方向の一方側(図7(b)における右側)の端部でこれらを連結し、第二連結部37bは導体接続部33及びダイオード素子13のY軸方向の他方側(図7(b)における左側)の端部でこれらを連結することにより、これらが異なる位置に配置されている場合の例を示している。
(2)上記第二の実施形態においては、接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が略Z字状に屈曲形成された形状を有して構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば図8に示すように、接続部材31が、X軸に直交する面における断面形状が略Z字状に屈曲形成された形状を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合において、第一連結部37aと第二連結部37bとは、法線ベクトルが同じ方向を向くように配置されていても良いし、異なる方向を向くように配置されていても良い。図8には、第一連結部37aは導体接続部33のY軸方向の他方側(図8(b)における左側)の端部とスイッチング素子11のY軸方向の一方側(図8(b)における右側)の端部とを連結し、第二連結部37bは導体接続部33のY軸方向の一方側の端部とダイオード素子13のY軸方向の他方側の端部とを連結することにより、これらの法線ベクトルが異なる方向を向くように配置されている場合の例を示している。
(3)上記第一の実施形態においては、接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が角張ったU字状(略コ字状)に屈曲形成された形状を有して構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば図9に示すように、接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が丸みを帯びたU字状に屈曲形成された形状を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。上記第二の実施形態についても同様であり、例えば接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が丸みを帯びたZ字状に屈曲形成された形状を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。これらの場合には、上記第三の実施形態の場合と同様の公差吸収効果及び振動吸収効果を得ることができる。
(4)上記第三の実施形態においては、接続部材31の連結部37a、37bが、導体接続部33におけるX軸方向の両端部からそれぞれ内側に向かって湾曲する断面形状を有して構成されることにより、これらがZ軸方向に弾性変形可能とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば連結部37a、37bとしてコイルバネを用いることにより、これらがZ軸方向に弾性変形可能とされた構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(5)上記の各実施形態においては、接続部材31が第一素子接続部35aと第二素子接続部35bとを備えると共に、当該二つの素子接続部35a、35bを一体的に連結する導体接続部33を備え、一つの接続部材31が一つのスイッチング素子11と一つのダイオード素子13とを共通に一つのバスバー25に接続するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば図10に示すように、スイッチング素子11とダイオード素子13とが、それぞれ個別の接続部材31によりバスバー25に電気的に接続された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。なお、図10には、個別の接続部材31が、Y軸に直交する面における断面形状が角型パイプ状の形状を有して構成されている場合の例を示しているが、これ以外にも、個別の接続部材31を、上記の各実施形態において例示したような各種の形状を有して構成することも当然に可能である。
(6)上記の各実施形態においては、スイッチングモジュール8に備えられた接続部材31の具体的形状をそれぞれ例示して説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、導体接続部33と素子接続部35a、35bとが、バスバー25及び導体接続部33に直交する方向(Z軸方向)から見て重複する重複領域Dを有していれば、導体接続部33と素子接続部35a、35bとを連結する連結部37a、37bが配置される位置及びその形状は任意とすることができる。
(7)上記の各実施形態においては、バスバー25が、ベースプレート21上に積層される絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13に対して略平行な状態で配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ベースプレート21上に積層される絶縁基板23、並びにスイッチング素子11及びダイオード素子13に対して、バスバー25が傾斜した状態で配置されていても良い。この場合であっても、導体接続部33は、その上面がバスバー25の下面に対して略平行に接するように配置されてバスバー25に接続される。また、第一素子接続部35aは、その下面がスイッチング素子11の上面に対して略平行に接するように配置されてスイッチング素子11に接続され、第二素子接続部35bは、その下面がダイオード素子13の上面に対して略平行に接するように配置されてダイオード素子13に接続される。
(8)上記の各実施形態においては、本発明を、ハイブリッド車両に備えられた回転電機3を制御するためのインバータ装置7を構成するスイッチングモジュール8に適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば電動車両に備えられた回転電機を制御するためのインバータ装置にも、本発明を適用することができる。また、車両用に限らず、例えば定置型のエア・コンディショナー設備等に備えられる回転電機を制御するためのインバータ装置等にも、本発明を適用することができる。
(9)上記の各実施形態においては、本発明を半導体素子としてのIGBT及びFWDを備えたスイッチングモジュール8に適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、半導体素子として例えばMOSFETやGTO(Gate Turn-Off thyristor)等のその他の素子を備えた、あらゆる半導体装置に本発明を適用することが可能である。
本発明は、例えば回転電機を制御するためのインバータ装置等、少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板と、前記半導体素子と前記導体板とを電気的に接続する接続部材と、を備えた半導体装置に好適に利用することができる。
8 スイッチングモジュール(半導体装置)
11 スイッチング素子(半導体素子)
13 ダイオード素子(半導体素子)
25 バスバー(導体板)
31 接続部材
33 導体接続部
35 素子接続部
35a 第一素子接続部(素子接続部)
35b 第二素子接続部(素子接続部)
37 連結部
37a 第一連結部(連結部)
37b 第二連結部(連結部)
D 重複領域

Claims (6)

  1. 少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板と、前記半導体素子と前記導体板とを電気的に接続する接続部材と、を備えた半導体装置であって、
    前記接続部材は、前記導体板に対して略平行に接する板状の導体接続部と、前記半導体素子における前記導体接続部側の面に略平行に接する板状の素子接続部と、を備え、
    前記導体板に直交する方向である第一方向から見た平面視で、前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに重複する重複領域を有し、
    前記重複領域内で、前記導体板と前記導体接続部とがレーザ溶接により接合され
    前記第一方向に直交する方向であって前記導体接続部へ向かって延びる前記導体板の延在方向が第二方向であり、
    前記接続部材と前記導体板とは、前記第一方向及び前記第二方向の双方に直交する第三方向の幅が等しく構成されている半導体装置。
  2. 前記接続部材は、前記導体接続部と前記素子接続部とを連結する連結部を更に備え、
    前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに略平行に配置されると共に、前記連結部が前記第一方向に弾性変形可能とされている請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記接続部材は、板状部材を断面略U字状に屈曲形成した形状を有し、互いに略平行な二つの面のうちの一方が前記導体接続部とされ、他方が前記素子接続部とされている請求項1又は2に記載の半導体装置。
  4. 前記接続部材は、板状部材を断面略Z字状に屈曲形成した形状を有し、互いに略平行な二つの面のうちの一方が前記導体接続部とされ、他方が前記素子接続部とされている請求項1又は2に記載の半導体装置。
  5. 複数の前記半導体素子を備えると共に、前記接続部材は二つの前記半導体素子を共通に前記導体板に接続するように構成され、
    前記接続部材が二つの前記半導体素子にそれぞれ接する二つの前記素子接続部を備えると共に、前記導体接続部が二つの前記素子接続部の間に介在され、当該二つの前記素子接続部を一体的に連結している請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置。
  6. 少なくとも一つの半導体素子と、前記半導体素子を流れる電流の通電経路となる導体板とを電気的に接続する接続部材であって、
    前記導体板に対して略平行に接してレーザ溶接により接合される板状の導体接続部と、前記半導体素子における前記導体接続部側の面に略平行に接する板状の素子接続部と、を備え、
    前記導体接続部に直交する方向である第一方向から見た平面視で、前記導体接続部と前記素子接続部とが互いに重複する重複領域を有し、
    前記導体接続部が前記導体板に接合された状態で、前記第一方向に直交する方向であって前記導体接続部へ向かって延びる前記導体板の延在方向が第二方向であり、
    前記第一方向及び前記第二方向の双方に直交する方向が第三方向であり、
    前記接続部材の前記第三方向の幅が、前記導体板の前記第三方向の幅に等しく構成されている接続部材。
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JP6475918B2 (ja) * 2014-02-05 2019-02-27 ローム株式会社 パワーモジュール
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JP6691984B2 (ja) * 2019-02-04 2020-05-13 ローム株式会社 パワーモジュール

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JP4078993B2 (ja) * 2003-01-27 2008-04-23 三菱電機株式会社 半導体装置
JP5103863B2 (ja) * 2006-10-16 2012-12-19 富士電機株式会社 半導体装置
JP4798020B2 (ja) * 2007-02-26 2011-10-19 富士電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
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