(57)【要約】【課題】本発明は、導電層の端部に生じる渦電流の局所集中を回避することができ、これにより、電流密度の上昇による発熱を抑制することが可能な半導体装置を提供する。【解決手段】  互いに離間して並設される正極バスバー１１及び負極バスバー１３と、正極バスバー１１と負極バスバー１３とを覆う導電部１５ｂを有する導電層１５と、正極バスバー１１及び負極バスバー１３と導電層１５との間に配置される絶縁体１７と、を備える半導体装置１０であって、導電層１５は、正極バスバー１１と負極バスバー１３の延在方向における導電部の端部１５ａに接結されて導電部１５ｂに対して屈曲された曲げ部１５ｃを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間して並設される正極バスバー及び負極バスバーと、
前記正極バスバーと前記負極バスバーとを覆う導電部を有する導電層と、
前記正極バスバー及び前記負極バスバーと導電層との間に配置される絶縁体と、
を備える半導体装置であって、
前記導電層は、前記正極バスバーと前記負極バスバーの延在方向における導電部の端部に接結されて前記導電部に対して屈曲された曲げ部を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の主電源経路部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の主電極板に対向する磁気誘導を発生させる導電板を有し、導電板に発生した誘導電流（渦電流）によって生じる反抗磁束（通過する磁束を打ち消す方向に発生する磁束）によって、主電極の磁界を弱めて自己インダクタンスを減少させる半導体装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された半導体装置に用いられる導電層は平板状である。一般に、渦電流は性質上、導電層の端部に集中するため、導電層の端部は局所的に電流密度が高くなる。よって、特許文献１に記載された半導体装置において、導電層の端部の温度が上昇する恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、導電層の端部に生じる渦電流の局所集中を回避することができ、電流密度の上昇による発熱を抑制することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体装置は、互いに離間して並設される正極バスバー及び負極バスバーと、正極バスバーと負極バスバーとを覆う導電部を有する導電層と、正極バスバー及び負極バスバーと導電層との間に配置される絶縁体と、を備える半導体装置であって、導電層は、正極バスバーと負極バスバーの延在方向における導電部の端部に接結されて導電部に対して屈曲された曲げ部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る半導体装置によれば、正極バスバーと負極バスバーとの中間に配置される導電層は、導電層内を通過する磁束により、磁束の強度に応じた渦電流が生じる。しかしながら、導電層に備えられた曲げ部により、導電層の端部に生じる渦電流の局所的な集中は回避される。また、導電層の曲げ部に電流が流れるため、導電層の端部に生じる渦電流の電流密度は低下する。よって、導電層の端部における発熱を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導電層の端部に生じる渦電流の局所集中を回避することができ、これにより、導電層の端部における電流密度の上昇による発熱を抑制することが可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の斜視図である。
【図２】比較例の半導体装置の斜視図である。
【図３】本実施形態に係る半導体装置における電流密度の解析結果を示す図である。
【図４】比較例の半導体装置における電流密度の解析結果を示す図である。
【図５】本実施形態に係る半導体装置における電流の方向と電流により発生する磁束とをあらわす概要図である。
【図６】本実施形態に係る半導体装置の変形例をあらわす概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本実施形態について具体的に説明する。
【００１１】
本実施形態に係る半導体装置は、電力変換用スイッチングに用いられる半導体装置の主電源経路部品として好適に採用されるものである。
【００１２】
図１を参照して、半導体装置について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体装置１０の斜視図である。図１に示すように、半導体装置１０は、主に、正極バスバー１１、負極バスバー１３、導電層１５、及び絶縁体１７を備えて構成される。
【００１３】
正極バスバー１１及び負極バスバー１３は、細長い平板状に形成されており、互いに離間して平行に並設されている。
【００１４】
導電層１５は、主に、正極バスバー１１及び負極バスバー１３に対向して設けられて正極バスバー１１及び負極バスバー１３の片面を覆う平板状の導電部１５ｂと、正極バスバー１１及び負極バスバー１３の延在方向における導電部１５ｂの端部１５ａに接結されて導電部１５ｂに対して屈曲された平板状の曲げ部１５ｃと、を備えて構成されている。
【００１５】
絶縁体１７は、導電層１５の正極バスバー１１及び負極バスバー１３と対向する側の面に設けられている。このため、絶縁体１７は、正極バスバー１１及び負極バスバー１３と、導電層１５との間に配置され、正極バスバー１１及び負極バスバー１３と導電層１５とを絶縁している。なお、絶縁体１７は、正極バスバー１１の表面及び負極バスバー１３の表面を覆うものであってもよい。
【００１６】
ここで、本実施形態の比較例と対比して、半導体装置１０の作用を説明する。図２は、比較例の半導体装置１００の斜視図である。半導体装置１００は、本実施形態に係る半導体装置１０とほぼ同様に構成され、曲げ部１５ｃを具備しない点のみが相違する。以下では、説明理解の容易性を考慮して、本実施形態に係る半導体装置１０と重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００１７】
図２に示すように、半導体装置１００は、主に、正極バスバー１０１、負極バスバー１０３、導電層１０５、及び絶縁体１０７を備えて構成される。
【００１８】
正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３は、半導体装置１０の正極バスバー１１及び負極バスバー１３とそれぞれ同一である。
【００１９】
絶縁体１０７は半導体装置１０の絶縁体１７と同一である。絶縁体１０７は導電層１０５の正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３と対向する側の面に設けられている。このため、絶縁体１０７は、正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３と、導電層１０５との間に配置され、正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３と導電層１０５とを絶縁している。なお、絶縁体１０７は、正極バスバー１０１の表面及び負極バスバー１０３の表面を覆うものであってもよい。
【００２０】
導電層１０５は半導体装置１０の導電層１５と同一である。導電層１０５は平板状に形成されている。導電層１０５の正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３の延在方向における端部１０５ｃには、半導体装置１０の曲げ部１５ｃと対応する曲げ部が設けられていない。
【００２１】
このように構成される半導体装置１００は、正極バスバー１０１及び負極バスバー１０３に主電流が流れた場合、主電流の周りに磁界が形成される。
【００２２】
ここで、図５を用いて、主電流の周りに形成される磁界について説明する。図５は、平行に併設された正極バスバー及び負極バスバーに流れる電流の方向とその電流により発生する磁束とをあらわす概要図である。
【００２３】
図５のＰは正極バスバーを、Ｎは負極バスバーを表している。正極バスバーＰ及び負極バスバーＮに主電流を白色矢印の向きに流すと、磁束Ｍが発生する。図５に示すように、正極バスバーＰと、負極バスバーＮとに流れる電流の向きは反対である。よって、正極バスバーＰを流れる電流によって生じる磁束Ｍと、負極バスバーＮを流れる電流によって生じる磁束Ｍとは、正極バスバーＰと負極バスバーＮとの間を略垂直をなすように通過する。
【００２４】
このように、正極バスバーと負極バスバーとの間を主電流により形成される磁束Ｍが略垂直をなすように通過するため、半導体装置１００における導電層１０５には、通過する磁束Ｍを打ち消す方向に、通過する磁束の強度に応じた反抗磁界が形成される。このため導電層１０５には渦電流が発生する。一般に、渦電流は性質上、導電層の端部に集中するため、導電層１０５の端部１０５ａは局所的に電流密度が高くなる。
【００２５】
これに対して、半導体装置１０では、端部１５ａに曲げ部１５ｃが接続されているため、渦電流は導電部１５ｂから曲げ部１５ｃへ分散される。よって、導電層１５の端部１５ａにおける渦電流の局所集中は回避される。また、曲げ部１５ｃに電流が流れるため、導電層１５における渦電流の電流密度が低下する。このため、導電層１５の発熱は抑制される。さらに、導電層１５の発熱が抑制できることにより、導電層１５の厚みを薄くしたり、安価な材料（例えば、アルミニウム材など）を使用したりすることが可能となる。よって、生産コストの増加を抑えることができる。
【００２６】
次に、図３及び図４を用いて、半導体装置１０及び半導体装置１００のインダクタンスを解析した結果について説明する。
【００２７】
図３及び図４は、電流密度について磁場解析ＣＡＥ（Ｍａｘｗｅｌｌ＿３Ｄ）を用いてインダクタンスを解析した数値結果である。図３は半導体装置１０における電流密度の解析結果を示す図であり、図４は半導体装置１００における電流密度の解析結果を示す図である。
【００２８】
図４において、導電層１０５の端部１０５ａでは電流が集中している。これに対して、図３において、導電層１５の曲げ部１５ｃでは電流が分散している。このような結果から、電流密度が高い部分に曲げ部が接結されていると電流が曲げ部へ分散して流れるため、これにより電流密度が低下し、導電層１５の発熱が抑制されることが確かめられた。
【００２９】
上述した実施形態は本発明に係る半導体装置の一例を示すものであり、本発明は上述した実施形態に係る半導体装置１０に限られるものではなく、変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００３０】
例えば、上述した実施形態において、導電層１５の厚みを０．１ｍｍ以下と薄くしてもよい。また、導電層１５は、半導体装置１０のヒートシンク（放熱器）に接触させることにより、導電層１５の発熱を放熱させてもよい。さらに、絶縁体１７の薄さは、絶縁耐圧を保持できる範囲内であればよく、好ましくは、できるだけ薄くしてもよい。
【００３１】
また、例えば、上述した実施形態では、図６に示すように導電部１５ｂは、中央に凸部１５ｄを形成してもよい。このように構成すると、電流密度が低下し、導電層１５の発熱を抑制することができる。
【００３２】
例えば、上述した実施形態では、曲げ部１５ｃは、導電層１５の一端側のみに形成される場合を説明したが、導電層１５の他の複数の端に曲げ部１５ｃが形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０、１００…半導体装置、１１、１０１…正極バスバー、１３、１０３…負極バスバー、１５、１０５…導電層、１５ａ、１０５ａ…端部、１５ｂ…導電部、１５ｃ…曲げ部、１７、１０７…絶縁体。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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