JP7201649B2 - バスバーアッセンブリ及び半導体モジュール - Google Patents

Description

本発明は、複数のバスバーが電気的には絶縁状態で且つ機械的には連結されてなるバスバーアッセンブリ及び前記バスバーアッセンブリを含む半導体モジュールに関する。

互いに対して電気的には絶縁状態で且つ機械的には連結されている複数のバスバーを備えたバスバーアッセンブリが提案され、種々の分野において利用されている（下記特許文献１及び２参照）。

例えば、一の平板状バスバーと他の平板状バスバーとが互いに対して平行状態で上下に積層されてなる積層型のバスバーアッセンブリが提案されている（下記特許文献１及び２参照）。

この積層型のバスバーアッセンブリは、一の平板状バスバーの対向平面と他の平板状バスバーの対向平面とが絶縁性樹脂層を挟んで全面的に対向配置されている為、絶縁性に関する信頼性を十分には確保し難いという問題がある。
特に、上下方向に関し小型化を図る為に前記一の平板状バスバーと前記他の平板状バスバーとの間の絶縁性樹脂層の厚みを薄くすると、両バスバー間にリーク電流が流れる恐れがある。

また、前述のような積層型バスバーアッセンブリは、製造効率を向上させ難いという問題もあった。
即ち、積層型バスバーアッセンブリを製造する際には、互いに別体とされた一の平板状バスバー及び他の平板状バスバーを、上下に所望距離だけ離間させた状態で係止させ、その係止状態のままで両者を絶縁性樹脂層によって電気的には絶縁状態で機械的に連結させる必要があり、製造効率を向上させ難かった。

前記特許文献１には、積層型バスバーアッセンブリを製造する方法として、上下に分離可能な上側金型及び下側金型を用意する工程と、前記上側金型及び前記下側金型によって形成されるキャビティ内において第１及び第２平板状バスバーを上下に離間させつつ積層配置させて係止させる工程と、前記上側金型及び前記下側金型に形成された樹脂注入孔を介して前記キャビティ内に絶縁性樹脂を注入する工程とを備えた製造方法が開示されている。

しかしながら、前記特許文献１に記載の製造方法においては、前記第１及び第２平板状バスバーを前記キャビティ内に設置する際に、前記第１及び第２平板状バスバーの外周面と前記上側金型及び前記下側金型の内周面との間に樹脂層によって充填されるべき隙間を設け、且つ、前記第１及び第２平板状バスバーの対向平面間にも樹脂層によって充填されるべき隙間を設ける必要があり、このような状態で前記第１及び第２平板状バスバーを前記キャビティ内において位置固定したままで前記キャビティ内に絶縁性樹脂を注入する必要がある。

従って、前記第１及び第２平板状バスバーの形状や寸法、及び、絶縁性樹脂層の厚み等のバスバーアッセンブリの仕様毎に、前記上側金型及び前記下側金型を用意する必要がある。
また、前記第１及び第２平板状バスバーの対向平面間の隙間内に絶縁性樹脂を行き渡らせるのが困難になるという問題もあった。

一方、前記特許文献２には、積層型バスバーアッセンブリを製造する方法として、複数の平板状バスバーを用意する工程と、耐熱性及び絶縁性を有する塗料を用いた電着塗装によって、前記複数のバスバーのそれぞれの外周面に耐熱性及び絶縁性塗装膜を析出させる工程と、前記複数のバスバーのうちの一のバスバーの塗装膜を完全硬化させる工程と、前記複数のバスバーのうちの他のバスバーの塗装膜を半硬化させる工程と、一のバスバーと他のバスバーとを重ね合わせて加圧加熱処理を行うことで、他のバスバーの塗装膜を半硬化状態から完全硬化状態へ移行させ、この半硬化状態から完全硬化状態へ移行する塗装膜によって前記一のバスバーと前記他のバスバーとを積層状態で機械的に連結させる工程とを備えた製造方法が開示されている。

前記特許文献２に記載の製造方法は、前記特許文献１に記載の製造方法における不都合を解消できる点においては有用であるが、複数のバスバーのそれぞれに対して個別に塗装膜を析出させる必要がある。
また、前記他のバスバーの塗装膜を半硬化させた状態で一のバスバー及び他のバスバーを固着させる必要がある為、手間が掛かるという問題があった。

さらに、バスバーアッセンブリの表面にＬＥＤ等の発光素子を装着して、光源ユニットとして用いる場合には、ＬＥＤ等の発光素子を保護する為に前記バスバーアッセンブリの表面には封止樹脂が設けられる。

例えば、下記特許文献３には、メタルコア基板の上面に、ＬＥＤが載置されたサブマウント基板及び前記ＬＥＤへの電力供給用の配線が設けられた配線基板が固着された光源モジュールであって、前記サブマウント基板のＬＥＤや配線を取り囲む開口部を有するリング状板材が前記メタルコア基板及び前記配線基板上に固着され、前記リング状板材の開口部内に封止樹脂が充填された光源モジュールが開示されている。

前記リング状板材を備えることにより、前記ＬＥＤを保護する為の封止樹脂がせき止めて当該封止樹脂の流出を有効に防止することができる。

しかしながら、前記メタルコア基板、前記サブマウント基板及び前記配線基板とは別に前記リング状板材を用意し、さらに、前記リング状板材を前記メタルコア基板及び前記配線基板に固着させる必要があり、製造コストの低減を図り難いという問題がある。

特許第４４３２９１３号公報 特開２０１６－２１６７６６号公報 特開２００６－２６９０７９号公報

本発明は、導電性平板状部材によって形成され、互いの間に間隙が存する状態で同一平面内に配置された複数のバスバーと、前記間隙内に充填され前記複数のバスバーを電気的には絶縁状態で機械的に連結する連結部並びに前記複数のバスバーが前記連結部によって連結されてなるバスバー連結体の板厚方向一方側の第１面及び板厚方向他方側の第２面にそれぞれ設けられた第１面側積層部及び第２面側積層部を一体的に含む絶縁性樹脂層とを備え、前記第１面側積層部には、前記複数のバスバーの板厚方向一方側の第１面を露出させる開口が設けられ、前記第２面側積層部には、前記複数のバスバーの板厚方向他方側の第２面を露出させる開口が設けられ、前記バスバーの第２面のうち前記第２面側積層部の開口を介して露出する領域は前記第２面側積層部よりも外方へ延在する凸状領域とされているバスバーアッセンブリを提供する。

好ましくは、隣接する前記バスバーの前記凸状領域の側面間の距離は、当該隣接する前記バスバー間の前記間隙の幅より大とされる。

また、本発明は、前記バスバーアッセンブリと、厚み方向一方側の下面及び厚み方向他方側の上面にそれぞれ位置する第１及び第２電極層と前記第１及び第２電極層の間に設けられた素子本体とを有し、前記第１電極層が前記バスバーアッセンブリの一のバスバーの第１面のうち前記第１面側積層部に設けられた開口を介して露出する部分に電気的に接続状態で固着された半導体素子と、前記半導体素子の第２電極層を、前記バスバーアッセンブリの他のバスバーの第１面のうち前記第１面側積層部に設けられた開口を介して露出する部分に電気的に接続する電気接続部材と、前記半導体素子及び前記電気接続部材を囲繞するように、前記バスバーアッセンブリの第１面に設けられた封止樹脂層とを備えた半導体モジュールを提供する。

本発明に係るバスバーアッセンブリによれば、導電性平板状部材によって形成され、互いの間に間隙が存する状態で同一平面内に配置された複数のバスバーと、前記間隙内に充填され前記複数のバスバーを電気的には絶縁状態で機械的に連結する連結部並びに前記複数のバスバーが前記連結部によって連結されてなるバスバー連結体の板厚方向一方側の第１面及び板厚方向他方側の第２面にそれぞれ設けられた第１面側積層部及び第２面側積層部を一体的に含む絶縁性樹脂層とを備えているので、前記複数のバスバー間の電気的絶縁性を確保しつつ、上下方向に関し小型化を図ることができる。

さらに、本発明に係るバスバーアッセンブリによれば、前記バスバーの第２面側の凸状領域を当該バスバーアッセンブリの設置面として設置個所に設置した設置状態において、当該バスバーアッセンブリの設置面と、前記第１面側積層部に設けられた開口を介して露出する半導体素子の装着面との平行度を良好に維持することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るバスバーアッセンブリの斜視図である。 図２は、前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリの平面図である。 図３は、前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリの底面図である。 図４は、図２におけるIV-IV線に沿った断面図である。 図５は、前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の斜視図である。 図６は、図５に示す半導体モジュールの縦断面図であり、前記半導体素子が封止樹脂で封止された後の状態を示している。 図７は、前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリを製造する際に用いる導電性金属平板の平面図であり、スリット形成工程後の状態を示している。 図８(a)は、図７におけるVIII部拡大図であり、図８(b)は、図８(a)におけるVIII(b)-VIII(b)線に沿った断面図である。 図９は、硬化工程後の状態の前記導電性金属平板の平面図である。 図１０(a)は、図９におけるX部拡大図であり、図１０(b)は、図１０(a)におけるX(b)-X(b)線に沿った断面図である。 図１１は、剥離工程後の状態の前記導電性金属平板の平面図である。 図１２(a)は、図１１におけるXII部拡大図であり、図１２(b)は、図１２(a)におけるXII(b)-XII(b)線に沿った断面図である。 図１３は、メッキ工程後の状態の前記導電性金属平板の平面図である。 図１４は、図１３におけるXIV部拡大図であり、図１４(b)は、図１４(a)におけるXIV(b)-XIV(b)線に沿った断面図である。 図１５は、前記実施の形態１の第１変形例に係るバスバーアッセンブリの平面図である。 図１６は、前記実施の形態１の第２変形例に係るバスバーアッセンブリの斜視図である。 図１７は、前記実施の形態１の第２変形例に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の斜視図である。 図１８は、図１７に示す半導体モジュールの縦断面図であり、前記半導体素子が封止樹脂で封止された後の状態を示している。 図１９は、本発明の実施の形態２に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の平面図である。 図２０は、図１９に示す半導体モジュールの底面図である。 図２１は、図１９におけるXXI-XXI線に沿った断面図であり、前記半導体素子が封止樹脂で封止されている状態を示している。 図２２は、前記実施の形態２の第１変形例に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の縦断面図である。 図２３は、前記実施の形態２の第２変形例に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の縦断面図である。 図２４は、前記実施の形態２の第３変形例に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の縦断面図である。 図２５は、前記実施の形態１の第３変形例に係るバスバーアッセンブリに半導体素子が装着されてなる半導体モジュールの一例の縦断面図である。

実施の形態１
以下、本発明に係るバスバーアッセンブリの一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１～図３に、それぞれ、本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ１Ａの斜視図、平面図及び底面図を示す。
また、図４に、図２におけるIV-IV線に沿った断面図を示す。

図１～図４に示すように、前記バスバーアッセンブリ１Ａは、導電性平板状部材によって形成された複数のバスバーであって、互いの側面間に間隙１９が存する状態で同一平面内に配置された複数のバスバーと、前記複数のバスバーに固着された絶縁性樹脂層３０とを有している。
本実施の形態に係る前記バスバーアッセンブリ１Ａは、前記複数のバスバーとして、第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの２つのバスバーを有している。

図４に示すように、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂは、厚み方向に沿った縦断面視において、厚み方向一方側の第１面１１と、厚み方向他方側の第２面１２と、互いに対して対向する対向側面１３と、互いに対して反対方向を向く外側面１４とを有している。
前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂは、Ｃｕ等の導電性金属によって形成される。

図５に、前記バスバーアッセンブリ１ＡにＬＥＤ等の半導体素子１００が装着されてなる半導体モジュールの一例の斜視図を示す。
前記半導体モジュールにおいては、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂは、一方が正極側電極として作用し、他方が負極側電極として作用する。
即ち、図５に示すように、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの一方（例えば第１バスバー１０ａ）の第１面１１にＬＥＤ等の半導体素子１００が装着される。

図６に、前記半導体モジュールの縦断面図を示す。
図６に示すように、前記半導体素子１００は、厚み方向一方側の下面及び厚み方向他方側の上面にそれぞれ第１及び第２電極層１０１、１０２を有し、前記第１及び第２電極層１０１、１０２の間に素子本体１０５を有している。

前記半導体素子１００は、第１電極層１０１が前記一方のバスバー（例えば第１バスバー１０ａ）の第１面１１に電気的に接続状態で固着され、第２電極層１０２がワイヤボンディング等の電気接続部材１１０を介して他方のバスバー（例えば第２バスバー１０ｂ）の第１面１１に電気的に接続される。

詳しくは、前記半導体素子１００は、前記第１電極層１０１が前記一方のバスバーの第１面１１に設けられたメッキ層（図示せず）に電気的に接続されるようにダイボンディングされ、且つ、前記第２電極層１０２が前記他方のバスバーの第１面１１に設けられたメッキ層（図示せず）にワイヤボンディング１１０を介して電気的に接続される。

なお、図６中の符号１２０は、前記バスバーアッセンブリ１Ａに装着された前記半導体素子１００及び前記電気接続部材１１０等の部品を保護する為に、前記バスバーアッセンブリ１Ａの第１面に固着される封止樹脂層１２０である。
前記封止樹脂層１２０は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、エポキシ等の透明樹脂が用いられる。

本実施の形態に係る前記バスバーアッセンブリ１Ａは、前記封止樹脂層１２０を形成する樹脂を前記バスバーアッセンブリ１Ａの第１面に塗布して硬化させる際に、当該樹脂が流れ出ることを有効に防止する堰き止め構造を有している。
この点については後述する。

前記絶縁性樹脂層３０は、耐熱性及び絶縁性を有する樹脂によって形成され、例えば、ポリイミド、ポリアミド、エポキシ等が好適に利用される。

前記絶縁性樹脂層３０は、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの対向側面１３間の前記間隙１９に充填されて前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂを電気的には絶縁状態で機械的に連結する連結部３１と、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂが前記連結部３１によって連結されてなるバスバー連結体の板厚方向一方側の第１面に設けられた第１面側積層部４０とを有している。

斯かる構成の前記バスバーアッセンブリ１Ａによれば、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂが同一平面内に配置されているので、上下方向（厚み方向）に関し可及的に小型化を図ることができる。

また、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂは前記対向側面１３において対向するように配置されているので、複数のバスバーが上下に積層されている積層型バスバーアッセンブリに比して、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂが互いに対して対向する面積を可及的に小さくすることができ、これにより、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂ間にリーク電流が流れることを有効に防止乃至は低減することができる。

図１、図２及び図４等に示すように、前記第１面側積層部４０は、前記バスバー連結体の平面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面１１をそれぞれ露出させる第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂと、前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂを囲む領域において前記バスバー連結体の第１面を覆う中央被覆領域４３と、前記中央被覆領域４３を囲む領域において前記バスバー連結体の第１面を露出させる周縁開口４５と、前記周縁開口４５を囲む領域において前記バスバー連結体の第１面を覆う周縁被覆領域４７とを有している。

図５及び図６に示すように、前記第１バスバー用中央開口４１ａを介して露出された前記第１バスバー１０ａの第１面１１の領域（以下、第１バスバー側中央露出領域という）及び前記第２バスバー用中央開口４１ｂを介して露出された前記第２バスバー１０ｂの第１面１１の領域（以下、第２バスバー側中央露出領域という）の一方に、前記第１電極層１０１が電気的に接続された状態で前記半導体素子１００が装着される。

そして、前記半導体素子１００の第２電極層１０２と前記第１及び第２バスバー側中央露出領域の他方とがワイヤボンディング１１０を介して電気的に接続される。

前記周縁開口４５は、前記中央被覆領域４３及び前記周縁被覆領域４７との共働下に第１面の側へ開く凹部（溝部）を形成しており、前記周縁開口４５及び前記周縁被覆領域４７の間の段差が前記封止樹脂１２０の堰き止め構造を形成している。

即ち、第１及び第２バスバーを有し、前記第１及び第２バスバーの一方に半導体素子が装着されるバスバーアッセンブリにおいては、前記半導体素子を囲繞する封止樹脂層を形成する樹脂を塗布して硬化させる際に当該樹脂が流れ出ることを防止する堰き止め構造を備える必要がある。

例えば、第１及び第２バスバーとは別体形成され且つ装着されるべき半導体素子を平面視において囲むような形状の枠体を備え、前記枠体が前記第１及び第２バスバーに固着されることで堰き止め構造を形成する従来のバスバーアッセンブリが存在する。

しかしながら、この従来構成においては、前記第１及び第２バスバーとは別に前記枠体を用意しなければならず、さらに、前記枠体を前記第１及び第２バスバーに固着させる作業も必要となる。

これに対し、本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ１Ａにおいては、前記枠体を別途に備えることなく、前記封止樹脂層１２０の堰き止め構造を有効に備えることができる。

本実施の形態においては、図３及び図４に示すように、前記絶縁性樹脂層３０は、さらに、前記バスバー連結体の板厚方向他方側の第２面に設けられた第２面側積層部５０を有している。

前記第２面側積層部５０は、底面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面１２を露出させる中央開口５１と、前記中央開口５１を囲む領域において前記バスバー連結体の第２面を覆う周縁被覆領域５３とを有している。
本実施の形態においては、前記中央開口５１は、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面をそれぞれ露出させる第１及び第２バスバー用中央開口５１ａ、５１ｂを有している。

本実施の形態においては、図１～図４等に示すように、前記絶縁性樹脂層３０は、さらに、前記バスバー連結体の外周面に設けられた外周面側積層部５５を有している。

次に、前記バスバーアッセンブリ１Ａの製造方法について説明する。
前記バスバーアッセンブリの製造方法は、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂと同一厚みのバスバーアッセンブリ形成領域２１０を有する導電性金属平板２００を用意する工程と、前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０に、厚み方向一方側の第１面２１１及び厚み方向他方側の第２面２１２の間を貫通するスリット２１５を形成するスリット形成工程とを有している。
なお、前述の通り、本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ１Ａは、前記複数のバスバーとして、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの２つのバスバーを有している。その為、前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０に１つの前記スリット２１５が形成される。
例えば、３つのバスバーが並列配置されてなるバスバーアッセンブリを製造する際には、２つのスリットが形成される。

図７に、前記スリット形成工程が完了した後の前記導電性金属平板２００の平面図を示す。
また、図８(a)に図７におけるVIII部拡大図を、図８(b)に図８(a)におけるVIII(b)-VIII(b)線に沿った断面図を、それぞれ示す。

前記スリット２１５は、前記バスバーアッセンブリ１Ａにおける前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの対向側面１３間の前記間隙１９を形成するものであり、前記間隙１９と同一幅とされる。
なお、前記間隙４０の幅は、前記バスバーアッセンブリ１Ａの仕様に応じて定まる。

図８(a)及び(b)に示すように、本実施の形態においては、前記導電性金属平板２００は、前記スリット形成工程後の状態において、前記スリット２１５を介して対向する一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂが、前記導電性金属平板２００のうち前記スリット２１５より当該スリット２１５の長手方向一方側に位置する連結部位２２５及び前記スリット２１５より当該スリット２１５の長手方向他方側に位置する連結部位２２６を介して、互いに対して繋がった状態に維持されるように構成されている。
斯かる構成を備えることにより、前記スリット２１５を精度良く形成することができる。

本実施の形態においては、図７に示すように、前記導電性金属平板２００は、当該導電性金属平板２００が位置するＸ－Ｙ平面内のＸ方向に沿って直列配列された複数の前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０と、Ｘ方向に隣接するバスバーアッセンブリ形成領域２１０の間を連結する連結領域２３０とを含むバスバー列２０５を有しており、前記複数のバスバーアッセンブリ形成領域２１０に対して加工処理を同時に行えるようになっている。

前記連結領域２３０は前記連結部位２２５、２２６としても作用する。
図７に示す形態においては、前記バスバー列２０５はＸ方向に沿って直列配置された５つの前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０を有している。

本実施においては、前記導電性金属平板２００は、前記バスバー列２０５の長手方向一方側及び他方側にそれぞれ連結された一対の把持片２０７を有しており、前記一対の把持片２０７には位置合わせ孔２０８が設けられている。
なお、複数の前記バスバー列２０５をＹ方向に並列配置させ、Ｙ方向に並列配置された複数のバスバー列２０５を前記一対の把持片２０７、２０７によって一体的に保持することも可能である。
かかる変形構成によれば、より多くのバスバーアッセンブリ１Ａを同時に製造することができる。

前記製造方法は、前記スリット形成工程後に、前記スリット２１５が前記絶縁性樹脂層３０で充填され且つ前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０の第１面上に前記絶縁性樹脂層３０が設けられるように、絶縁性樹脂を含む塗料を塗装する塗装工程と、前記塗装工程で塗装された塗料を硬化させて前記絶縁性樹脂層３０を形成する硬化工程とを備えている。

図９に、前記硬化工程が完了した時点での前記導電性金属平板２００の平面図を示す。
また、図１０(a)に図９におけるX部拡大図を、図１０(b)に図１０(a)におけるX(b)-X(b)線に沿った断面図を、それぞれ示す。

前記塗装工程は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、エポキシ等の耐熱性及び絶縁性を有する絶縁性樹脂を含む電着塗料を用いた電着塗装によって行われる。
これに代えて、前記塗装工程を、前記絶縁性樹脂の粉体を用いた静電粉体塗装によって行うことができる。
若しくは、前記スリット２１５内への樹脂の充填性を十分に担保できる場合には、前記塗装工程を、スプレー塗装によって行うことも可能である。

図１０(b)に示すように、本実施の形態においては、前記塗装工程は、前記連結部３１及び前記第１面側積層部４０に加えて、前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０の第２面２１２上に前記第２面側積層部５０を形成し、前記バスバーアッセンブリ形成領域２１０の外側面に前記外周面側積層部５５を形成するように構成されている。

前記硬化工程は、前記塗装工程で塗装された塗料を適宜な温度で加熱処理することによって行われる。

前記製造方法は、前記硬化工程後に、不要な領域の前記絶縁性樹脂層３０を剥離する剥離工程を有している。
前記剥離工程は、前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂ、並びに、前記周縁開口４５を設けるように構成される。

図１１に、前記剥離工程が完了した時点での前記導電性金属平板２００の平面図を示す。
また、図１２(a)に図１１におけるXII部拡大図を、図１２(b)に図１２(a)におけるXII(b)-XII(b)線に沿った断面図を、それぞれ示す。

前記剥離工程は、前記絶縁性樹脂層３０の不要部分を剥離できる限り種々の方法によって行うことができ、例えば、レーザー加工、ショットブラスト又は切削加工等によって好適に行われる。

図１２(b)に示すように、本実施の形態においては、前記剥離工程は、前記第１面側積層部４０の前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂ、前記周縁開口４５並びに前記第２面側積層部５０の前記第１及び第２バスバー用中央開口５１ａ、５１ｂを形成する処理を含んでいる。

前記製造方法は、さらに、前記剥離工程後に、前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂの露出領域にメッキ層６０を形成するメッキ工程を有している。

図１３に、前記メッキ工程が完了した後の前記導電性金属平板２００の平面図を示す。
また、図１４(a)に図１３におけるXIV部拡大図を、図１４(b)に図１４(a)におけるXIV(b)-XIV(b)線に沿った断面図を、それぞれ示す。

前記製造方法は、さらに、前記メッキ工程後に、前記絶縁性樹脂層３０が充填された状態の前記スリット２１５を挟んで対向する前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂを、前記導電性金属平板２００から切断して、前記バスバーアッセンブリ１Ａを取り出す切断工程を有している。

本実施の形態においては、前述の通り、前記スリット２１５を挟んで対向する前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂは、前記導電性金属平板２００のうち前記スリット２１５より当該スリット２１５の長手方向一方側に位置する連結部位２２５及び前記スリット２１５より当該スリット２１５の長手方向他方側に位置する連結部位２２６を介して、互いに対して繋がっている。

この場合、前記切断工程は、図１４に示すように、前記スリット２１５の長手方向一方側において当該スリット１２５を幅方向に跨ぐように設定された切断線２５１に沿って前記導電性金属平板２００を厚み方向に切断する処理、及び、前記スリット２１５の長手方向他方側において当該スリット２１５を幅方向に跨ぐように設定された切断線２５２に沿って前記導電性金属平板２００を厚み方向に切断する処理を含むものとされる。

斯かる構成を備えた製造方法によれば、本実施の形態に係る前記バスバーアッセンブリ１Ａを効率良く製造することができる。

即ち、前記製造方法においては、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂを形成する一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂの相対位置が固定された状態のままで、前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂの間の前記スリット２１５が前記連結部３１によって充填され且つ前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂの第１面上に前記第１面側積層部４０が設けられ、その後に、前記第１面側積層部４０の不要部分が除去される。

そして、この状態において、前記連結部３１によって機械的に連結された状態で前記一対のバスバー形成部位２２０ａ、２２０ｂが前記第１導電性金属平板２００から切断されて、前記バスバーアッセンブリ１Ａが製造される。

従って、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂ間の電気的絶縁性を確実に確保しつつ、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂが所望相対位置に正確に位置されたバスバーアッセンブリ１Ａであって、封止樹脂１２０の堰き止め構造を備えたバスバーアッセンブリ１Ａを効率良く安価に製造することができる。

なお、前記製造方法は、前記塗装工程によって前記バスバー形成領域２１０の第１面の全域に絶縁性樹脂を塗装し、前記硬化工程によって前記絶縁性樹脂を硬化させて前記バスバー形成領域２１０の第１面の全域に前記絶縁性樹脂層３０を形成した後に、前記剥離工程によって前記絶縁性樹脂層３０の不要部分を剥離するように構成されている。

これに代えて、前記塗装工程を、前記スリット２１５の間への前記塗料の充填に加えて、前記バスバー形成領域２１０の第１面のうち必要な領域のみへの前記塗料の塗布を行うように変形することも可能である。

斯かる変形製造方法は、例えば、前記バスバー形成領域２１０の第１面のうち前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂ並びに前記第１面側周縁開口４５に相当する領域にはマスキングを行った状態で、前記バスバー形成領域２１０の第１面に前記塗料を塗布することによって行うことができる。
この変形製造方法においては、前記剥離工程は削除される。

また、本実施の形態においては、前記第１面側積層部４０は、前記バスバー連結体の平面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面をそれぞれ個別に露出させる前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂを有しているが、前記第１及び第２バスバー用中央開口４１ａ、４１ｂに代えて、前記バスバー連結体の平面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面を一体的に露出させる共通中央開口４１を備えることも可能である。

図１５に、前記共通中央開口４１を備えた変形例に係るバスバーアッセンブリ１Ｂの平面図を示す。
なお、前記第２面側積層部５０についても、前記第１及び第２バスバー用中央開口５１ａ、５１ｂに代えて、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面を一体的に露出させる共通中央開口（図示せず）を備えるように変形することができる。

また、前記第１面側積層部４０における前記中央被覆領域４３を削除するように変形することも可能である。
図１６に、前記中央被覆領域４３を削除した、本実施の形態の第２変形例に係るバスバーアッセンブリ１Ｃの斜視図を示す。
また、図１７に、前記バスバーアッセンブリ１ＣにＬＥＤ等の半導体素子１００が装着されてなる半導体モジュールの一例の斜視図を示す。
さらに、図１８に前記半導体モジュールの縦断面図を示す。
なお、図中、本実施の形態におけると同一部材には同一符号を付している。

前記第２変形例１Ｃは、本実施の形態１Ａに比して、前記第１面側積層部４０に代えて第１面側積層部４０Ｃを有している。
前記第１面側積層部４０Ｃは、前記バスバー連結体における平面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面１１を一体的に露出させる共通中央開口４１と、平面視において前記共通中央開口４１を囲むように前記バスバー連結体の第１面を覆う周縁被覆領域４７とを有している。
前記第２変形例においても、本実施の形態におけると同様の効果を得ることができる。

実施の形態２
以下、本発明に係るバスバーアッセンブリの他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施の形態の図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を適宜省略する。

図１９及び図２０に、それぞれ、本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ２Ａに前記半導体素子１００及び前記ワイヤボンディング１１０が装着された半導体モジュールの平面図及び底面図を示す。
また、図２１に、図１９におけるXXI-XXI線に沿った断面図であって、前記封止樹脂１２０が設けられた状態の断面図を示す。

前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリ１Ａは、第１面上の所定領域においては絶縁性樹脂層３０が存在しないように構成されており、前記絶縁性樹脂層３０の有無によって生じる段差を、封止樹脂１２０の堰き止め用凹部（溝部）として利用している。

これに対し、本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ２Ａは、前記バスバー連結体の周縁部の第１面を板厚方向基準位置に位置させつつ、前記周縁部の径方向内方に隣接する部位の第１面を板厚方向基準位置よりも軸線方向他方側に位置させるように構成することで、封止樹脂１２０の堰き止め用凹部（溝部）を形成している。

詳しくは、図１９～図２１に示すように、前記バスバーアッセンブリ２Ａは、互いの間に間隙１９が存する状態で同一平面内に配置された第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂと、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂに固着された絶縁性樹脂層３５とを備えている。

前記絶縁性樹脂層３５は、前記連結部３１と第１面側積層部７０とを有している。
前記第１面側積層部７０は、平面視中央において前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面１１を露出させる中央開口４１と、前記中央開口４１を囲む領域において前記バスバー連結体の第１面を覆う周縁被覆領域４７とを有している。

図１９及び図２１に示すように、本実施の形態においては、前記中央開口４１は、第１バスバー用中央開口４１ａ及び第２バスバー用中央開口４１ｂを有している。
これに代えて、前記中央開口４１が前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面を一体的に露出させる共通中央開口を有するように変形することも可能である。

なお、前記バスバーアッセンブリ２Ａにおいては、前記実施の形態１におけると同様に、前記絶縁性樹脂層３５は前記第２面側積層部５０を有している。
本実施の形態においては、前記第２面側積層部５０は前記第１及び第２バスバー用中央開口５１ａ、５１ｂを有しているが、これに代えて、前記第２面側積層部５０が前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面を一体的に露出させる共通中央開口を有するように変形することも可能である。

図２１に示すように、本実施の形態においては、前記バスバー連結体は、前記第１面側積層部７０の中央開口４１を介して前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面が露出された露出領域８２を含む中央部８０と、平面視において前記中央部８０を囲む囲繞部８５であって、前記第１面側積層部７０によって覆われた囲繞部８５と、平面視において前記囲繞部８５を囲む周縁部９０であって、前記第１面側積層部７０によって覆われた周縁部９０とを有しており、前記囲繞部８５が上方（第１面側）に開く凹部とされている。

斯かる構成を備えた本実施の形態に係るバスバーアッセンブリ２Ａによれば、前記囲繞部８５及び前記周縁部９０の間の段差によって、封止樹脂１２０の堰き止め構造が形成される。

なお、本実施の形態においては、前記中央部８０は、図１９及び図２１に示すように、前記露出領域８２に加えて、平面視において前記露出領域８２を囲み、前記第１面側積層部７０によって覆われた中央被覆領域８４を有している。
これに代えて、図２２に示す変形例２Ｂのように、前記中央部８０の全域を前記露出領域８２とすることも可能である。

本実施の形態に係る前記バスバーアッセンブリ２Ａは、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂを形成するバスバーアッセンブリ形成領域を有する導電性金属平板を用意する工程と、前記バスバーアッセンブリ形成領域に、厚み方向一方側の第１面及び厚み方向他方側の第２面の間を貫通し且つ前記間隙１９と同一幅を有するスリットを形成するスリット形成工程と、前記スリット形成工程の前又は後に、前記第１面側中央開口４１を介して露出される露出領域８２を含む中央部８０、平面視において前記中央部８０を囲む囲繞部８５、及び、平面視において前記囲繞部８５を囲む周縁部９０が画されるように、前記バスバーアッセンブリ形成領域のうち前記囲繞部８５に対応した部位に第１面側に開く凹部を形成する凹部形成工程と、前記スリット内及び前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面上の全域に絶縁性樹脂を含む塗料を塗装する塗装工程と、前記塗装工程で塗装された塗料を硬化させる硬化工程と、前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面上の絶縁性樹脂層３５に前記第１面側中央開口４１を形成する剥離工程と、前記バスバーアッセンブリを前記導電性金属平板から切断する切断工程とを含む製造方法によって効率的に製造することができる。

前記凹部形成工程は、例えば、プレス加工、エッチング加工又は切削加工によって好適に行われる。

なお、前記製造方法においては、前記塗装工程は、前記スリット内への塗料の充填に加えて、前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面の全域に塗料を塗布するように構成されているが、これに代えて、前記塗装工程が、前記スリット内への塗料の充填に加えて、前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面のうち前記第１面側中央開口４１以外の領域にのみ塗料を塗布するように、変形することも可能である。この場合、前記剥離工程は削除される。

また、前記製造方法は、前記スリット形成工程及び前記凹部形成工程の後に、前記塗装工程を備えているが、これは、前記絶縁性樹脂層３５の意に反した剥離を有効に防止する為である。

即ち、理論上においては、前記塗装工程及び前記硬化工程の後に、前記スリット形成工程及び前記凹部形成工程を行うことも可能であるが、この場合には、前記スリット形成工程及び前記凹部形成工程の際に、意に反した絶縁性樹脂層の剥離が生じる恐れがある。
この点を考慮すると、前記スリット形成工程及び前記凹部形成工程の後に、前記塗装工程を行うのが好ましい。

また、本実施の形態においては、前記囲繞部位８５が凹部とされているが、これに代えて、前記中央部８０が凹部とされるように変形することも可能である。
図２３に、斯かる変形例２Ｃの縦断面図を示す。

図２３に示すように、前記変形例に係るバスバーアッセンブリ２Ｃにおいては、前記バスバー連結体は、平面視中央において前記第１面側積層部７０の第１面側中央開口４１を介して前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第１面が露出された露出領域８２を含む中央部８０と、平面視において前記中央部８０を囲む周縁部９０であって、前記第１面側積層部７０によって覆われた周縁部９０とを有し、前記中央部８０が上方に開く凹部とされている。

前記変形例２Ｃにおいては、前記中央部８０及び前記周縁部９０の間の段差によって、封止樹脂１２０の堰き止め構造が形成されている。

なお、前記変形例２Ｃにおいては、前記中央部８０の全域が前記露出領域８２とされているが、これに代えて、図２４に示す変形例２Ｄのように、前記中央部８０が、前記露出領域８２と、平面視において前記露出領域８２を囲み、前記第１面側積層部７０によって覆われた中央被覆領域８４とを有するように構成することも可能である。

前記変形例に係るバスバーアッセンブリ２Ｃは、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂを形成するバスバーアッセンブリ形成領域を有する導電性金属平板を用意する工程と、前記バスバーアッセンブリ形成領域に、厚み方向一方側の第１面及び厚み方向他方側の第２面の間を貫通し且つ前記間隙１９と同一幅を有するスリットを形成するスリット形成工程と、前記スリット形成工程の前又は後に、前記第１面側中央開口４１を介して露出される露出領域８２を含む中央部８０、及び、平面視において前記中央部８０を囲む周縁部９０が画されるように、前記バスバーアッセンブリ形成領域のうち前記中央部８０に対応した部位に第１面側に開く凹部を形成する凹部形成工程と、前記スリット内及び前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面上の全域に絶縁性樹脂を含む塗料を塗装する塗装工程と、前記塗装工程で塗装された塗料を硬化させる硬化工程と、前記バスバーアッセンブリ形成領域の第１面上の絶縁性樹脂層に前記第１面側中央開口４１を形成する剥離工程と、前記バスバーアッセンブリ２Ｃを前記導電性金属平板から切断する切断工程とを含む製造方法によって効率的に製造することができる。

なお、前記各実施の形態及び変形例においては、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面１２は面一とされているが、これに代えて、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの第２面１２に、前記第２面側積層部５０の中央開口５１から外方へ延在する凸部領域１５を設けることができる。

図２５に、前記実施の形態１に係るバスバーアッセンブリ１Ａに前記凸状領域１５を加えた変形例に係るバスバーアッセンブリ１Ｄを備えた半導体モジュールの縦断面図を示す。

前記凸状領域１５は、第２面１２が前記第２面側積層部５０の外表面と面一、又は、前記第２面側積層部５０の外表面よりも外方に位置するように構成される。

斯かる変形例１Ｄによれば、前記ワイヤボンディング１１０等を超音波溶着で取り付ける際に、超音波溶着治具を前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの凸状領域１５に確実に密着させることができ、超音波溶着を効率良く行うことができる。

また、前記凸状領域１５を備える場合には、前記凸状領域１５の外表面が前記バスバーアッセンブリ１Ｄの第２面側の最下面となる。従って、前記バスバーアッセンブリ１Ｄの第２面側を設置面として所定箇所に設置させる場合に、前記バスバーアッセンブリ１Ｄの設置面（前記凸状領域１５の外表面）と前記バスバーアッセンブリ１Ｄにおける半導体素子１００の装着面（第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの一方の第１面１１）との間の平行度を良好に維持することができる。

即ち、前記第２面側積層部５０の外表面が第２面側の最下面とされているバスバーアッセンブリにおいては、設置面が絶縁性樹脂層３０（第２面側積層部５０）となるため、設置面と半導体素子１００の装着面（第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの一方の第１面１１）との平行度にバラツキが生じ易い。

これに対し、前記変形例１Ｄにおいては、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの凸状領域１５が設置面を形成することになる為、設置面と半導体素子１００の装着面との間の平行度を良好に維持することができる。

特に、前記半導体素子１００がＬＥＤの場合、前記バスバーアッセンブリ１Ｄに前記半導体素子１００が装着された半導体モジュールの状態で光軸調整を行うことになるが、前記バスバーアッセンブリ１Ｄの設置面と半導体素子１００の装着面との間の平行度が良好に維持されていると、前記光軸調整を効率良く行うことができる。

前記凸状領域１５を設ける場合には、前記第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの凸状領域１５間の対向側面間の距離Ｄが、前記間隙１９の幅よりも大きくなるように構成することが好ましい。
斯かる構成を備えることにより、超音波溶着の効率化という効果を得つつ、前記凸状領域１５間でリーク電流が生じることを有効に防止することができる。

また、前記各実施の形態及び変形例においては、第１及び第２バスバー１０ａ、１０ｂの２つのバスバーが並列配置された場合を例に説明したが、本発明は斯かる構成に限定されるものでは無く、３つ以上のバスバーが並列配置された場合も含む。

１Ａ～２Ｄ バスバーアッセンブリ
１０ａ、１０ｂ 第１及び第２バスバー
１１ 第１面
１２ 第２面
１３ 対向側面
１５ 凸状領域
１９ 間隙
３０ 絶縁性樹脂層
３１ 連結部
４０、４０Ｃ 第１面側積層部
５０ 第２面側積層部

Claims (3)

1. 導電性平板状部材によって形成され、互いの間に間隙が存する状態で同一平面内に配置された複数のバスバーと、前記間隙内に充填され前記複数のバスバーを電気的には絶縁状態で機械的に連結する連結部並びに前記複数のバスバーが前記連結部によって連結されてなるバスバー連結体の板厚方向一方側の第１面及び板厚方向他方側の第２面にそれぞれ設けられた第１面側積層部及び第２面側積層部を一体的に含む絶縁性樹脂層とを備え、
   前記第１面側積層部には、前記複数のバスバーの板厚方向一方側の第１面を露出させる開口が設けられ、
   前記第２面側積層部には、前記複数のバスバーの板厚方向他方側の第２面を露出させる開口が設けられ、
   前記バスバーの第２面のうち前記第２面側積層部の開口を介して露出する領域は前記第２面側積層部よりも外方へ延在する凸状領域とされていることを特徴とするバスバーアッセンブリ。
2. 隣接する前記バスバーの前記凸状領域の側面間の距離は、当該隣接する前記バスバー間の前記間隙の幅より大とされていることを特徴とする請求項１に記載のバスバーアッセンブリ。
3. 請求項１又は２に記載のバスバーアッセンブリと、
   厚み方向一方側の下面及び厚み方向他方側の上面にそれぞれ位置する第１及び第２電極層と前記第１及び第２電極層の間に設けられた素子本体とを有し、前記第１電極層が前記バスバーアッセンブリの一のバスバーの第１面のうち前記第１面側積層部に設けられた開口を介して露出する部分に電気的に接続状態で固着された半導体素子と、
   前記半導体素子の第２電極層を、前記バスバーアッセンブリの他のバスバーの第１面のうち前記第１面側積層部に設けられた開口を介して露出する部分に電気的に接続する電気接続部材と、
   前記半導体素子及び前記電気接続部材を囲繞するように、前記バスバーアッセンブリの第１面に設けられた封止樹脂層とを備えたことを特徴とする半導体モジュール。

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