(57)【要約】【課題】  小型化を図ることができる半導体装置の提供。【解決手段】  電極板１５をステップ形状に屈曲させ、接続部１５ｃで接続されたバスバー１５ｂとバスバー１５ｄとを形成する。電極板１５は、バスバー１５ｂがバスバー１６と並列配置されるとともに、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１が載置されたバスバー１６の上にバスバー１５ｄが立体配置されるように、配置される。バスバー１５ｂ上にはＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２が載置され、バスバー１５ｂの上方に配置されたバスバー１７がＩＧＢＴ２のエミッタ電極およびダイオードＤ２の表面側電極に加圧接続される。また、バスバー１６の上方に配置されたバスバー１５ｄは、ＩＧＢＴ１のエミッタ電極およびダイオードＤ１の表面側電極に加圧接続される。このように、バスバー１５ｄ、１７を立体配置したことにより、半導体装置の小型化を図ることができる。【選択図】        図３
2006186170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏両面に電極が形成された第１および第２の半導体チップと、
前記第１の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第１のバスバーと、
前記第１のバスバーと並列配置され、前記第２の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第２のバスバーと、
前記第１の半導体チップの表面側に配置され、前記第１の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第３のバスバーと、
前記第２の半導体チップの表面側に配置され、前記第２の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第４のバスバーと、
前記第１のバスバーと前記第４のバスバーとを電気的に接続する接続部とを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
一枚の導電板を屈曲させて、前記第１および第４のバスバーと前記接続部とを一体に形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記第１のバスバーと前記第４のバスバーとは、前記加圧接続時に少なくとも上下方向に相対的に変位可能に接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記加圧接続時に変形して、前記第１のバスバーと前記第４のバスバーとを少なくとも相対的に上下方向に変位可能とする変形部を前記接続部に設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１のバスバーの一部を前記第４のバスバーに加圧接続したことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
表裏両面に電極が形成された第１および第２の半導体チップと、
前記第１の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置するとともに、第２の半導体チップを表面側電極が接続されるように載置した第１のバスバーと、
前記第１の半導体チップの表面側に配置され、前記第１の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第２のバスバーと、
前記第２の半導体チップの裏面側に配置され、前記第２の半導体チップの裏面側電極に加圧接続される第３のバスバーとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
表裏両面に電極が形成された第１および第２の半導体チップと、
前記第１の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第１のバスバーと、
前記第１のバスバーと並列配置され、前記第２の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第２のバスバーと、
前記第１の半導体チップの表面側電極に接続されるとともに、前記第１の半導体チップのチップ領域外へ伸延する伸延部を有する第１の導電部材と、
前記第２の半導体チップの表面側電極に接続されるとともに、前記第１のバスバー上へ伸延する伸延部を有する第２の導電部材と、
前記第１の半導体チップの表面側に配置され、一部が前記第１の導電部材の前記伸延部に加圧接続される第３のバスバーと、
前記第２の半導体チップの表面側に配置され、一部が前記第２の導電部材の前記伸延部に圧接して前記第１のバスバーに加圧接続する第４のバスバーとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記伸延部の加圧接続面または前記伸延部に加圧接続されるバスバーの接続面のいずれかを凹凸形状としたことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の半導体装置において、
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とは、前記第３のバスバーおよび前記第４のバスバーの前記伸延部への加圧接続時に変形して、前記伸延部が上下方向に変位可能とする変形部を設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載の半導体装置において、
前記第２および第３のバスバーはそれぞれ半導体装置外部に導出される外部導出端子を備え、これらの各外部導出端子を隣接して設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体装置において、
前記第２および第３のバスバーの各外部導出端子を同一方向に伸延するように配設したことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の半導体装置において、
前記半導体チップとそれに加圧接続されるバスバーとの間で、前記半導体チップに接するように配設される第３の導電部材と、
前記半導体チップに加圧接続されるバスバーと前記第３の導電部材との間に挟持され、前記第３の導電部材よりも低ヤング率を有する第４の導電部材とを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置において、
前記第４の導電部材は、前記加圧接続されるバスバーとの接触面積が前記第１の導電部材との接触面積よりも小さく設定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記第４の導電部材の前記バスバーとの接触面外周角部に曲面加工または面取り加工が施されることによって、前記バスバーとの接触面積が、前記第３の導電部材との接触面積よりも小さく設定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
表裏両面に電極が形成された第１，第２，第３および第４の半導体チップと、
前記第１および第２の半導体チップの各々を裏面側電極が接続されるように載置した第１のバスバーと、
前記第１のバスバーと並列配置され、前記第３および第４の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第２のバスバーと、
前記第１および第２の半導体チップの表面側に配置され、前記第１および第２の半導体チップの表面側電極にそれぞれ加圧接続される第３のバスバーと、
前記第２の半導体チップの表面側に配置され、前記第２の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第４のバスバーと、
前記第１のバスバーと前記第４のバスバーとを電気的に接続する接続部と、
前記第３のバスバーを挟んで前記第１の半導体チップと対向する位置に配設され、前記第３のバスバーを前記第１の半導体チップへと押圧する第１の押圧部材と、
前記第３のバスバーを挟んで前記第２の半導体チップと対向する位置に配設され、前記第３のバスバーを前記第２の半導体チップへと押圧する第２の押圧部材と、
前記第４のバスバーを挟んで前記第３の半導体チップと対向する位置に配設され、前記第４のバスバーを前記第３の半導体チップへと押圧する第３の押圧部材と、
前記第４のバスバーを挟んで前記第４の半導体チップと対向する位置に配設され、前記第４のバスバーを前記第４の半導体チップへと押圧する第４の押圧部材とを備えた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、加圧接触型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ（ＩＧＢＴ）は、例えば電気自動車のインバータ装置のパワースイッチングデバイスとして用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された半導体装置では、インバータ回路に用いる上下アームを一体としてモジュール化しており、Ｐ側バスバー、Ｎ側バスバー、出力用バスバーが同一面上に並列配置されている。上アーム用ＩＧＢＴチップはＰ側バスバーに、下アーム用ＩＧＢＴチップは出力用バスバーにそれぞれ実装され、上アーム用ＩＧＢＴチップのエミッタ電極とＰ側バスバー、および下アーム用ＩＧＢＴチップのエミッタ電極とＮ側バスバーはそれぞれワイヤにより接続されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００１−１１０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した半導体装置では、３つのバスバーを並列配置しているためモジュールが大型化してしまう。また、バスバーと半導体素子（ＩＧＢＴチップ）とをワイヤで接続する場合、一チップあたり数十本のワイヤを接続する必要があり、このワイヤ接続作業が製造効率の低下を招いているという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、表裏両面に電極が形成された第１および第２の半導体チップと、第１の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第１のバスバーと、第１のバスバーと並列配置され、第２の半導体チップを裏面側電極が接続されるように載置した第２のバスバーと、第１の半導体チップの表面側に配置され、第１の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第３のバスバーと、第２の半導体チップの表面側に配置され、第２の半導体チップの表面側電極に加圧接続される第４のバスバーと、第１のバスバーと第４のバスバーとを電気的に接続する接続部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第３および第４のバスバーを、半導体チップの表面側に立体的に配置して半導体チップに加圧接続したので、ワイヤボンディングによる接続作業が省略できて製造効率が向上するとともに、半導体装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明に係る半導体装置の第１の実施の形態を示す図であり、単相インバータの回路図である。インバータに用いられるスイッチング素子としてはＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどがあるが、図１ではＩＧＢＴ１，２とダイオードＤ１，Ｄ２を用いた単相インバータを示した。上アーム用ＩＧＢＴ１のエミッタ電極は下アーム用ＩＧＢＴ２のコレクタ電極と接続され、そのエミッタ−コレクタ間から出力が取り出される。また、ＩＧＢＴ２のコレクタ電極は電源のＰ側に接続され、ＩＧＢＴ１のエミッタ電極は電源のＮ側に接続される。
【０００８】
図２は冷却部１１に取り付けられた半導体装置の外観を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図１のＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２はユニット１２に設けられ、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１はユニット１３に設けられている。ユニット１２，１３は絶縁材１４を介して冷却部１１の上に並列配置されている。絶縁材１４には、例えばシリコンとアルミナとの複合材などが用いられるが、機能や信頼性上必要な絶縁性と放熱性とを有する限り、アクリル系、エポキシ系、イミド系、セラミックス系など種々の材料を使用することができる。例えば、シリコンを基材とした放熱シートを用いてもよい。また、冷却部１１をアルミ材で形成した場合、冷却部１１にアルマイト処理を施してアルミ材表面に絶縁膜を形成することで、絶縁材１４を省略することもできる。冷却部１１には、複数の支柱１１ａが立設されており、支柱１１ａの上端には板部材２８が取り付けられている。
【０００９】
図示していないが、冷却部１１内には通路が形成されており、その通路内に冷媒を流すことによりユニット１２，１３が冷却される。ユニット１２に設けられた電極板１５の端子部１５ａはユニット１２の上面から取り出され、装置の左側方へと伸延している。バスバー１６，１７の端子部１６ａ，１７ａは、正面図（図２（ｂ））の手前側方に伸延するように取り出され、同一側面に隣接して設けられている。
【００１０】
図３は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ユニット１２は、電極板１５、ゲート端子１８および枠部１９ａ，１９ｂから成るケーシング内に、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２を収納したものである。一方、ユニット１３はバスバー１６、ゲート端子２０および枠部２１から成るケーシング内に、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１を収納したものである。電極板１５は長手方向に段差が形成されるようにステップ形状に折り曲げられ、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２が載置されるバスバー１５ｂと、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２が載置されるバスバー１５ｄと、ユニット１２の図示左側に伸延する端子部１５ａと、バスバー１５ｂとバスバー１５ｄとを繋ぐ接続部１５ｃとから成る。
【００１１】
図４は、ユニット１２のケーシング１２ａと、ユニット１３のケーシング１３ａとを示す斜視図である。ケーシング１２ａ，１３ａの枠部１９ａ，１９ｂ，２１には絶縁性樹脂が用いられる。本実施の形態では、電極板１５およびゲート端子１８を樹脂によりインサートモールドしてケーシング１２ａを形成し、同様に、バスバー１６およびゲート端子２０を樹脂によりインサートモールドしてケーシング１３ａを形成している。モールドについては、必ずしもインサートモールドとする必要はない。また、樹脂成形した枠にバスバー１５，１６を接着する等して、ケーシング１２ａ，１３ａを形成するようにしても良い。
【００１２】
枠部１９ａ，１９ｂ，２１に用いられる絶縁性樹脂は高温環境下に耐え得るような樹脂材料が好ましく、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＡ（ポリアミド）等が用いられる。また、バスバー１５〜１７に用いられる材料は通電性および伝熱性に優れたものが好ましく、銅やアルミ、または各々の合金などが用いられる。
【００１３】
枠部２１には上下に貫通する貫通孔２１０が形成されている。ユニット１３を冷却部１１に載置する際に、冷却部１１の支柱１１ａを貫通孔２１０に挿通することにより、ユニット１３が冷却部１１上に位置決めされる。ユニット１３に設けられたバスバー１６はケーシング１３ａの底面に配設され、バスバー１６の裏面はケーシング１３ａの裏面側に露出している。
【００１４】
また、図４に示すように、枠部２１にはＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２を収容する収容スペース２２０が形成されており、収容スペース２２０内には矩形状の凹部Ｈ３，Ｈ４が形成されている。凹部Ｈ３，Ｈ４の底面にはバスバー１６の表面側が露出している。収容スペース２２０内にはゲート端子２０のワイヤ接続部（図３参照）が露出している。
【００１５】
ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１をケーシング１３ａの収容スペース２２０に収納する際には、緩衝部材２２Ａ，２２Ｂを凹部Ｈ３，Ｈ４内のバスバー１６上に配置し、各緩衝部材２２Ａ，２２Ｂの上にＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１を載置する。緩衝部材２２Ａ，２２Ｂは、例えば、ハンダによりバスバー１６に接合される。ＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２は、チップ表裏両面に電極が形成されており、例えば、ＩＧＢＴ１，２の場合には表面側にエミッタ電極およびゲート電極が形成され、裏面側にはコレクタ電極が形成されている。
【００１６】
緩衝部材２２Ａ，２２Ｂはバスバー１６とＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の裏面側電極とを電気的に接続するとともに、バスバー１６とＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１との線膨張係数差による熱応力を低減する機能も有している。緩衝部材２２Ａ，２２Ｂには、シリコン基板を用いた半導体チップ（ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１）と線膨張係数の近い材料、例えばモリブデンやタングステンを用いたり、または、モリブデンやタングステンと銅とを組み合わせた部材が用いられる。もちろん、電気抵抗を低く抑えるため、体積抵抗率が小さな材料を用いるのが好ましい。
【００１７】
半導体チップ１，１Ｄを線膨張係数の異なるバスバー１６に直に接触させると、温度変化による膨張や収縮でチップ面が擦られるおそれがある。そのため、線膨張係数の近い緩衝部材２２Ａ，２２Ｂを半導体チップ１，１Ｄとバスバー１６との間に介在させることにより、そのような問題の発生を防止することができる。なお、バスバー１６が薄い場合や、半導体チップ１，Ｄ１とバスバー１６との線膨張係数差が小さい場合には、緩衝部材２２Ａ，２２Ｂを省略することもできる。
【００１８】
ＩＧＢＴ１の表面側に設けられたゲート電極は、枠部２１に設けられたゲート端子２０のワイヤ接続部にワイヤボンディングされる。ＩＧＢＴ１のエミッタ電極上およびダイオードＤ１の表面側電極上には、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂが載置される。緩衝部材２３Ａ，２３Ｂは上述した緩衝部材２２Ａ，２２Ｂと同様の機能を有する部材であり、ここでは、モリブデンと銅との複合部材が用いられている。すなわち、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂのチップ側にはモリブデンを配置し、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの上側（後述するバスバー１５ｂ側）には銅が配置される。なお、モリブデンに代えてタングステンを用いたり、タングステンまたはモリブデンを主材とする部材を用いたりしても良い。
【００１９】
一方、ユニット１２においては、電極板１５はほぼ中央部で階段状に折れ曲がっており、接続部１５ｃの左側のバスバー１５ｂはケーシング１２ａの底面に配設される。接続部１５ｃおよび右側のバスバー１５ｄはユニット１２の右側に引き出され、バスバー１５ｄは並列配置されたユニット１３の上部に延設されている。電極板１５のバスバー１５ｄの裏面は、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１上に載置された緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの上面に接触している。
【００２０】
図４に示すように、ケーシング１２ａの枠部１９ａには、ＩＢＧＴ２およびダイオードＤ２が収容される収容スペース１９０が形成されており、収容スペース１９０内には矩形状の凹部Ｈ１，Ｈ２が形成されている。凹部Ｈ１，Ｈ２の底面にはバスバー１５ｂの表面側が露出している。収容スペース１９０内にはゲート端子１８のワイヤ接続部が露出している。また、枠部１９ａには、支柱１１ａが上下に挿通される貫通孔１９１が形成されている。貫通孔１９１に支柱１１ａが挿通されるようにユニット１２を冷却部１１上に載置することにより、ユニット１２が冷却部１１上に位置決めされる。
【００２１】
図３に示すように、収容スペース１９０内に形成された凹部Ｈ１，Ｈ２内には、緩衝部材２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ配置され、ハンダ接合される。ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２は各緩衝部材２２Ａ，２２Ｂの上に載置される。ＩＧＢＴ２の表面側に形成されたゲート電極は、枠部１９ａに設けられたゲート端子１８にワイヤボンディングされる。ＩＧＢＴ２のエミッタ電極上およびダイオードＤ２の表面側電極上には、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂが載置される。さらに、各緩衝部材２３Ａ，２３Ｂ上には、バスバー１７が配設される。
【００２２】
図５はバスバー１７の斜視図であり、バスバー１７の左右端部には絶縁性樹脂の枠２４が一体成形されている。また、バスバー１７には、装置側方に突出する端子部１７ａ（図２参照）が形成されている。図３に示すように、バスバー１７の枠２４をユニット１２の枠部１９ａ上に載置すると、バスバー１７の裏面側が、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２上に載置された緩衝部材２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ接触する。
【００２３】
バスバー１５ｄおよびバスバー１７の上には、絶縁材２５を介して補助冷却部材２６がそれぞれ配設される。各補助冷却部材２６上には、バネやゴム等の弾性部材２７Ａ，２７Ｂが配設される。絶縁材２５には、上述した絶縁材１４と同様の材料が用いられる。補助冷却部材２６は、半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２の急激な温度上昇を和らげるサーマルマスとして機能するものであり、熱容量の大きな金属ブロック等が用いられる。
【００２４】
弾性部材２７Ａ，２７Ｂ上には充分な剛性を有する板部材２８が配置され、ボルト２９により支柱１１ａ上に取り付けられる。このとき弾性部材２７Ａ，２７Ｂは板部材２８により圧縮され、補助冷却部材２６を下方に付勢する加圧力が発生する。その結果、バスバー１７およびバスバー１５ｄがそれぞれ下方に加圧され、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２とバスバー１７およびバスバー１５ｂとの加圧接触、および、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１とバスバー１５ｄおよびバスバー１６との加圧接触がそれぞれ実現される。
【００２５】
上述したように、半導体チップ２，Ｄ２上にバスバー１７を立体配置し、さらに、電極板１５を折り曲げてバスバー１５ｄを半導体チップ１，Ｄ１上に立体配置し、各バスバー１５ｂ，１５ｄ，１６，１７を半導体チップ１，Ｄ１，２，Ｄ２に圧接するような構成としたので、半導体装置の設置スペースを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
図６は、本実施の形態の比較例を示したものであり、特許文献１に記載されている半導体装置と同様に、３つのバスバー９０１〜９０３を並列配置し、バスバー９００，９０１上にＩＧＢＴ９０４，９０５を実装したものである。バスバー９０１〜９０３は樹脂モールドにより一体にされ、放熱シート９０７を介して冷却部９０８にボルト固定される。ＩＧＢＴ９０４のエミッタ電極はボンディングワイヤＷ１によりバスバー９０２に接続され、ＩＧＢＴ９０５のエミッタ電極はボンディングワイヤＷ２によりバスバー９０３に接続されている。すなわち、バスバー９０１は上述したバスバー１６に、バスバー９０２はバスバー１５ｂに、バスバー９０３はバスバー１７に対応している。
【００２７】
図６の場合には、バスバー９０３が並列配置されているが、本実施の形態では対応するバスバー１７がＩＧＢＴ２の上方に立体配置されているので、図示左右方向のスペースを小さくすることができる。また、バスバー１５ｄとバスバー１７とをそれぞれ独立して加圧しているので、半導体チップ１，Ｄ１の加圧力と半導体チップ２，Ｄ２の加圧力とがより分離され、チップ接触面における面圧の均一化を向上させることができる。さらに、接続にボンディングワイヤを用いていないので組み立て工数が減少するとともに、信頼性の向上も図ることができる。
【００２８】
図７，８は、電極板１５の接続部１５ｃの変形例を示したものである。図３に示した実施の形態では、バスバー１５ｄが加圧されて図示下方に変位した際に、垂直になっている接続部１５ｃからの反力によってバスバー１５ｄによる半導体チップ１，Ｄ１の加圧が阻害され、チップ面に対する均一な加圧ができないおそれがある。そこで、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、接続部１５ｃに容易に変形しやすい易曲部Ｂを形成するようにした。
【００２９】
図７（ａ）では、上方向に突出した屈曲部を接続部１５ｃに形成し、バスバー１５ｄが上下方向に変位できるようにした。図７（ｂ）では、接続部１５ｃに左方向に突出する屈曲部を形成して、バスバー１５ｄが上下に変位しやすいようにした。図７（ｃ）では、接続部１５ｃをＳ字形状に曲げ、バスバー１５ｄが上下に変位しやすいようにした。また、図８の断面図に示すように接続部１５ｃを斜めに傾斜させることにより、バスバー１５ｄを上下方向に変位できるようにして加圧時の接続部１５ｃの反力を低減することができる。さらに、傾斜させた接続部１５ｃに、図７の（ａ），（ｂ）に示したような易曲部Ｂを形成しても良い。なお、バスバー１５ｄ、１５ｂは温度変化によって図７（ａ）および図８中の矢印α方向に膨張・収縮する可能性があるため、接続部１５ｃは図７（ａ）および図８のように形成して、温度による膨張・収縮を吸収可能とすることが好ましい。
【００３０】
図９，１０は、補助冷却部材２６の変形例を示す図である。図９に示す補助冷却部材３６では、側面に厚さの薄い伸延部３６ａを形成し、その伸延部３６ａを支柱１１ａに接触させた。図１０は補助冷却部材３６の平面図である。各支柱１１ａの側面にスリットを形成し、補助冷却部材３６の四隅から伸びる薄い伸延部３６ａをそのスリットに挿入し、伝熱性の良い接着剤により接着する。補助冷却部材３６の熱は、冷却部１１に立設された支柱１１ａに伸延部３６ａを介して伝達され、さらに支柱１１ａにより冷却部１１へと伝達される。その結果、補助冷却部材３６による放熱効果の向上を図ることができる。なお、伸延部３６ａは薄く形成されているので、加圧時における反力の発生が抑えられる。
【００３１】
−第２の実施形態−
図１１は本発明による半導体装置の第２の実施の形態を示す断面図である。上述した図３に示す装置と比較した場合、バスバーが設けられているユニット３０，３１が異なっており、その他の構成について図３に示したものと略同様である。以下ではユニット３０，３１を中心に説明する。ユニット３０は絶縁材１４を介して冷却部１１の上に載置され、バスバー３００と、バスバー３００上に載置されるＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２と、ゲート端子１８，２０とを有している。
【００３２】
図１２はユニット３０のケーシング３０ａを示す斜視図である。ケーシング３０ａは、バスバー３００とゲート端子１８とを絶縁性樹脂によりインサートモールドして枠部３０１を形成し、一体としたものである。図１１に示すようにケーシング３０ａの裏面側にはバスバー３００の裏面が露出しており、ケーシング３０ａの長手方向側方にバスバー３００の端子部３００ａが伸延している。枠部３０１には、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２が収容される収容スペース３０２と、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１が収容される収容スペース３０３とが、枠部３０１の長手方向に沿って形成されている。枠部３０１には、支柱１１ａが挿通される貫通孔３０４が６つ形成されている。
【００３３】
ゲート端子１８は収容スペース３０２に近接してモールドされ、ワイヤ接続部が収容スペース３０２内に露出している。収容部３０２内には矩形状の凹部Ｈ１，Ｈ２が形成され、収容部３０３には矩形状の凹部Ｈ５，Ｈ６が形成されている。凹部Ｈ１，Ｈ２，Ｈ５，Ｈ６の底面にはバスバー３００の表面側が露出している。
【００３４】
図１３はユニット３１を示す斜視図である。ユニット３１は、バスバー１６，１７を並列配置するとともにゲート端子２０をバスバー１６の近傍に配置して絶縁性樹脂でインサートモールドして枠３１１，３１２，３１３を形成し、一体としたものである。バスバー１６，１７の互いに隣接する端部は樹脂の枠３１２によって連結されている。各バスバー１６，１７の他方の端部には、枠３１１，３１３が形成されている。また、ゲート端子２０は、下側先端がバスバー１６よりも下側に突出し、ユニット３１をケーシング３０ａと組み合わせた場合に突出した先端がケーシング３０ａの収容スペース３０３内に露出するように配置されている。
【００３５】
図１１に示すように、ケーシング３０ａは絶縁材１４を介して冷却部１１上に載置される。収容スペース３０２内に形成された凹部Ｈ１，Ｈ２内に緩衝部材２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ配置し、各緩衝部材２２Ａ，２２Ｂの上にＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２を載置する。ＩＧＢＴ２の表面側に形成されたゲート電極は、ゲート端子１８にワイヤボンディングされる。ＩＧＢＴ２のエミッタ電極上およびダイオードＤ２の表面側電極上には、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂが載置される。
【００３６】
収容スペース３０３内に形成された凹部Ｈ５，Ｈ６内には、それぞれ緩衝部材２３Ｂ，２３Ａが配置される。凹部Ｈ５内に配置された緩衝部材２３Ａ上には、エミッタ電極が形成された表面側を下にしてＩＧＢＴ１が載置される。ＩＧＢＴ１のゲート電極はゲート端子２０にワイヤボンディングされている。一方、凹部Ｈ６内に配置された緩衝部材２３Ｂ上には、表面側電極が形成された面を下にしてダイオードＤ１が載置される。そして、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１とバスバー１６間に、緩衝部材２２Ａ，２２Ｂが設けられている。なお、本実施形態においては、ケーシング３０ａとユニット３１とを組み合わせた後は、収容スペース３０３が密封されてしまい、ゲート端子２０とＩＧＢＴ１のゲート電極とをワイヤボンディングし難くなるため、少なくとも緩衝部材２２ＡとＩＧＢＴ１およびゲート端子２０とは、ユニット３１に固定されていることが好ましい。
【００３７】
次いで、収容スペース３０２の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂ上にバスバー１７が配置され、収容スペース３０３の緩衝部材２２Ａ，２２Ｂ上にバスバー１６が配置されるように、ユニット３１をユニット３０上に載置する。各バスバー１６，１７上には絶縁材２５，補助冷却部材２６および弾性部材２７Ａ，２７Ｂが順に載置される。
【００３８】
各弾性部材２７Ａ，２７Ｂ上には板部材２８が配置され、ボルト２９により支柱１１ａ上に取り付けられる。板部材２８を取り付けてボルト２９を締め付けると弾性部材２７が圧縮され、バスバー１７およびバスバー１６がそれぞれ下方に加圧される。その結果ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２とバスバー１７およびバスバー３００との加圧接触、および、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１とバスバー１６およびバスバー３００との加圧接触がそれぞれ実現される。
【００３９】
上述した第２の実施の形態においては、バスバー３００上にＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１を表裏逆さにして配置し、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１上にバスバー１６を配置するように構成している。すなわち、本実施の形態では、図３に示した電極板１５をバスバー３００で置き換え、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１を表裏逆さにして配置し、バスバー１５ｄとバスバー１６とを上下逆に配置したものになっている。そして、バスバー１６，１７が半導体チップ（１，２，Ｄ１，Ｄ２）上に立体的に配置されているため、第１の実施の形態と同様に装置の小型化を図ることができる。また、電源のＰ側およびＮ側に接続される端子部１６ａ，１７ａが図１４に示すように近接しているので、このライン間のインダクタンスを低減することができる。さらに、端子部１６ａ，１７ａを同一側面に配しているので、装置害におけるバスバーレイアウトやバスバー同士の接続が容易となる。
【００４０】
また、バスバー３００には図３に示すような接続部５ｃがないので、加圧時に接続部５ｃに反力が生じるというような問題が発生せず、チップ接触面における面圧の均一化を向上させることができる。もちろん、バスバー３００の中央部に屈曲部を形成して、その左右における加圧力の分離を図るようにしても良い。
【００４１】
−第３の実施の形態−
図１４〜１７は、本発明による半導体装置の第３の実施の形態を示す図である。図１４は半導体装置の平面図であり、図１５は図１４のＣ−Ｃ断面図である。また、図１６の（ａ）はＤ−Ｄ断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図である。図１４に示すように、上述した実施の形態と同様に装置内にはＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２が設けられている。
【００４２】
上述した第１および第２の実施の形態では、装置の長手方向（図示左右方向）にそって半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２を配設したが、第３の実施の形態では、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の対とＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２の対とをそれぞれ長手方向に直角な方向（図示上下方向）に配置した。なお、上述した第１，２の実施の形態と同様の部分には同一符号を付した。
【００４３】
図１５に示すように、半導体装置は絶縁材１４を介して冷却部１１上に載置されている。上述したように、冷却部１１には通路１１０が形成され、通路１１０内には冷媒が供給される。半導体装置はユニット４０、ユニット４１およびユニット４２を積層したものであり、ユニット４０のケーシング４０ａ内にはＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２が収納されている。図１６（ｂ）のＤ−Ｄ断面図に示すように、冷却部１１上には４本の位置決めピン１１１が立設されており、ユニット４０、４１を重ねる際には、この位置決めピン１１１によってそれぞれ位置決めされる。
【００４４】
図１７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はユニット４０、４１、４２の平面図である。図１７（ａ）に示すように、ケーシング４０ａはバスバー１６，４００を絶縁性樹脂でインサートモールドして枠部４０１を形成し、一体としたものである。バスバー１６，４００はケーシング４０ａの底部の一部を構成しており、バスバー１６，４００の裏面はケーシング４０ａの裏面側に露出している。
【００４５】
また、バスバー４００は、ケーシング４０ａのほぼ中央部分において垂直上方に屈曲しており、その上端部に形成された水平部４００ｃ，４００ｂが枠部４０１の上面に露出している。バスバー１６の端子部１６ａは図示上側の側面から導出され、バスバー４００の端子部４００ａは図示左側の側面から導出されている。枠部４０１の四隅には位置決めピン１１１が挿通される貫通孔４０２が形成されている。
【００４６】
ユニット４１は、図１７（ｂ）に示すようにバスバー１７，４１０を絶縁性樹脂でインサートモールドして枠部４１１を形成し、一体としたものである。バスバー１７の端子部１７ａは枠部４１１の側面から導出される。枠部４１１にはゲート端子１８，２０（図１５参照）が貫通する矩形孔３１２が形成されている。また、枠部４１１の四隅には位置決めピン１１１が挿通される貫通孔４１３が形成されている。
【００４７】
ユニット４２は、バスバー１７，４１０を加圧する機能と、半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２の熱を冷却部１１へと放熱させる伝熱機能とを有する部材であり、図１６（ｂ）のＥ−Ｅ断面図に示すように門型の断面形状を有している。ユニット４０の裏面側には加圧のための突出部４２１，４２２が形成されている。ユニット４０の上面には制御基板４３（図６（ｂ）参照）が固定される。
【００４８】
図１５に戻って、ケーシング４０ａのバスバー１６上にはＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１が実装されるが、いずれの半導体チップ１，Ｄ１の場合も、ハンダ４０３，緩衝部材２２Ａ，２２Ｂ，ハンダ４０３，半導体チップ１，ハンダ４０３，緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの順に積層され、高温炉内でハンダ４０３を溶かすことによりハンダ付けされる。なお、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の上部にハンダ付けされる緩衝部材２３Ａ，２３Ｂは、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の上面と上述したバスバー４００の水平部４００ｂ、４００ｃ上に架け渡されるように配設される（図１７（ａ）参照）。これにり、バスバー４００とＩＧＢＴ１のエミッタ電極およびダイオードＤ１の表面側電極とが接続される。
【００４９】
同様にバスバー４００上にはＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２、接触部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂおよびハンダ４０３が同様に積層されてハンダ付けされる。ＩＧＢＴ１のゲート電極はゲート端子２０にワイヤボンディング接続され、ＩＧＢＴ２のゲート電極はゲート端子１８にワイヤボンディング接続される。
【００５０】
次いで、ユニット４０の上に、図１７（ｂ）に示したユニット４１を積層する。その結果、バスバー４１０がＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂ上に載置されるとともに、バスバー１７がＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂ上に載置される。さらに、ユニット４１の上にユニット４２を重ね、ボルト４４によりユニット４２を冷却部１１に固定する。その際、バスバー１７，４１０と突出部４２１，４２２との間に絶縁材２５を介在させ、ユニット４２と冷却部１１との間に放熱シート４５を介在させる。
【００５１】
ユニット４２を冷却部１１にボルト締めすることにより、バスバー１７，４１０がチップ方向に加圧される。その結果、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２上の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂとバスバー１７との圧接が行われるとともに、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２上の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂとバスバー４１０との圧接が行われる。さらに、バスバー４１０とバスバー４００の水平部４００ｂ、４００ｃとの間には緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの一部２３０が挟持されているので、加圧により、バスバー４１０と緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの一部２３０と水平部４００ｂ、４００ｃとが圧接されることになる。
【００５２】
さらに、放熱性能を高めるために、ユニット４２内に冷媒を流すようにしても良い。上述した例では、緩衝部材２３Ａ，２３ＢとＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２とをハンダ付けしているが、ハンダ付けせず圧接により接続しても良い。
【００５３】
第３の実施の形態においても、バスバー４１０，１７が半導体チップ（１，２，Ｄ１，Ｄ２）上に立体的に配置されているため、第１の実施の形態と同様に装置の小型化を図ることができる。さらに、ＩＧＢＴ１，２がバスバー１６，４００上にハンダ付けされるため、ゲート端子へのワイヤボンディングが容易となり、組み立て性の向上を図ることができる。また、加圧時にハンダが塑性変形するため、半導体チップ（１，２，Ｄ１，Ｄ２）に加わる偏荷重を緩和することができる。
【００５４】
−第４の実施の形態−
図１８〜２０は本発明による半導体装置の第４の実施の形態を示す図であり、図１８は第３の実施の形態の図１５に対応する断面図で、図１９は図１８のＧ部拡大図である。図１８に示すように、本実施の形態も、半導体装置は積層された３つのユニット４０，４１，４２から構成されており、バスバー１７，４１０、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂおよびバスバー４００の形状が第３の実施の形態と異なっている。
【００５５】
本実施の形態では、半導体チップ１，Ｄ１の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂだけでなく、半導体チップ２，Ｄ２の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂも半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２上と枠部４０１との間に架け渡し、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの一部２３０が枠部４０１上やバスバー４００の垂直部４００ｄ上に載置されるようにした。さらに、バスバー１７，４１０の先端を下方に折り曲げて屈曲部１７ｂ，４１０ａを形成し、それらの屈曲部１７ｂ，４１０ａを緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの一部２３０上に載置し、屈曲部１７ｂ，４１０ａと緩衝部材２３とを圧接するようにした。ユニット４２の裏面側中央には屈曲部１７ｂ，４１０ａに当接する突出部４２３が形成されており、ユニット４２を冷却部１１にボルト締めすると、屈曲部１７ｂ，４１０ａが突出部４２３によって下方に加圧される。
【００５６】
突出部４２３と屈曲部１７ｂ，４１０ａとの間には絶縁材２５が配設される。また、圧接部下方の枠部４０１には、圧接時の樹脂の塑性変形を防止する補強材４０４が設けられている。屈曲部１７ｂ，４１０ａおよび垂直部４００ｄの先端の接触面には、微少な凹凸が形成されている。圧接時に、この凸部が塑性変形することにより、緩衝部材２３の傾きや高さバラツキを吸収することができ、良好な接触状態を実現することができる。なお、屈曲部１７ｂ，４１０ａおよび垂直部４００ｄの先端を凹凸形状とする代わりに、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの表面を凹凸形状としても良い。
【００５７】
第４の実施の形態では、半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２の直上を避けて、枠部４０１上で圧接を行うようにしているので、半導体チップ１，２，Ｄ１，Ｄ２に加わる荷重が小さくなる。その結果、圧接時の荷重による半導体チップの不具合発生を、防止することができる。また、屈曲部１７ｂ，４１０ａおよび垂直部４００ｄの先端に凹凸を形成したので、圧接時に凸部が塑性変形し、接触が良好となるとともに、より均一な加圧を実現することができる。
【００５８】
なお、図２０に示すように緩衝部材２３に屈曲した易曲部２３ｃを形成して、この部分で変形しやすいようにしても良い。ハンダ付け時に緩衝部材２３が傾いてしまった場合であっても、圧接時に易曲部２３ｃが変形することにより、ハンダ付け部分の応力発生を緩和することができ、ハンダ付け部分の信頼性向上を図ることができる。
【００５９】
上述した図１８に示した半導体装置は、図１に示す単相インバータ回路に対するものであるが、図１８の構成を３組用いることによって、図２１に示すような３相インバータ回路構成にも適用することができる。図２１において、ＩＧＢＴ５１，５２およびダイオードＤ１，Ｄ２はＵ相を構成する素子であり、ＩＧＢＴ５３，５４およびダイオードＤ３，Ｄ４はＶ相を構成し、ＧＢＴ５５，５６およびダイオードＤ５，Ｄ６はＷ相を構成する。
【００６０】
図２２は上述したユニット４０に対応するユニット６０を示す平面図であり、図２３の（ａ）はユニット４１に対応するユニット６１の平面図、図２３の（ｂ）はユニット４２に対応するユニット６２の平面図である。図２２に示すように、ユニット６０には電源のＰ側に接続する端子部６００ａを有するバスバー６００と、各Ｕ，Ｖ，Ｗ相の出力用端子部を有するバスバー４００Ｕ，４００Ｖ，４００Ｗとが枠部６０１にインサートモールドされている。
【００６１】
バスバー６００は、ユニット４０のバスバー１６をＵ，Ｖ，Ｗ相で一体としたものであり、ＩＧＢＴ５１，５３，５５およびダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５が実装されている。バスバー４００Ｕ，４００Ｖ，４００Ｗはそれぞれユニット４０のバスバー４００と同一のものであり、各バスバー４００Ｕ，４００Ｖ，４００Ｗの各端子部４００Ｕａ，４００Ｖａ，４００Ｗａはユニット６０の同一側面から導出されている。バスバー４００Ｕ上にはＩＧＢＴ５２およびダイオードＤ２が実装され、バスバー４００Ｖ上にはＩＧＢＴ５４およびダイオードＤ４が、バスバー４００Ｗ上にはＩＧＢＴ５６およびダイオードＤ６がそれぞれ実装されている。また、ゲート端子１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗはユニット４０のゲート端子１８に対応し、ゲート端子２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗはゲート端子２０に対応するもので、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各々に対して設けられている。
【００６２】
図２３（ａ）に示すユニット６１では、バスバー６１０およびバスバー６１１Ｕ，６１１Ｖ，６１１Ｗが枠部６１２にインサートモールドされている。バスバー６１０はユニット４１のバスバー１７をＵ，Ｖ，Ｗ相で一体としたものであり、電源のＮ側に接続するための端子部６１０ａが形成されている。バスバー６１１Ｕ，６１１Ｖ，６１１Ｗは、それぞれユニット４１のバスバー４１０と同一のものである。枠部６１２には、ゲート端子１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗが貫通する貫通孔６１３と、ゲート端子２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗが貫通する貫通孔６１４が各々形成されている。図２３（ｂ）に示すユニット６２の裏面側には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相毎に加圧のための突出部６２０Ｕ，６２０Ｖ，６２０Ｗが形成されている。
【００６３】
このように、バスバー６００，６１０はＵ，Ｖ，Ｗ相で一体化されているため、図１８に示した半導体装置を各相毎に設ける場合のように各相の端子間を外部接続する必要がなく、装置全体の小型化を図ることができるとともにインダクタンスの低減を図ることができる。
【００６４】
−第５の実施の形態−
図２４は第５の実施の形態を示す断面図であり、図３に示した装置と同様の部分には同一符号を付した。本実施の形態は、半導体チップにバスバーを圧接した際に半導体チップ面が均一に加圧されるようにしたものであり、以下の構成が図３に示す装置と異なっている。
【００６５】
第１は、補助冷却部材２６をＩＧＢＴチップ１，２用とダイオードＤ１，Ｄ２用とで独立に設け、それぞれを補助冷却部材２６Ａ、補助冷却部材２６Ｂとした。
第２は、半導体チップ上に緩衝部材２３Ａ，２３Ｂだけしか設けていなかったものを、ヤング率の異なる２つの緩衝部材で構成し、緩衝部材２３上に緩衝部材７０Ａ，７０Ｂを配設した。緩衝部材２３Ａ，２３Ｂ上に設けられる緩衝部材７０Ａ，７０Ｂは、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂよりもヤング率の低い材料で形成されている。例えば、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂにタングステンを用いた場合には、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂにはタングステンよりもヤング率の低い銅、アルミ、銅またはアルミを取材とした合金などが用いられる。
第３は、低ヤング率部材である緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上側角に面取りを施して、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上面側接触面積Ｓ１を下面側接触面積Ｓ２よりも小さくした。この場合、上側の面取り寸法Ｃ１を下側の面取り寸法Ｃ２よりも大きくした。
【００６６】
図２５は補助冷却部材２６Ａ、補助冷却部材２６Ｂの作用を説明する図であり、半導体チップ２，Ｄ２側のみを示した。バスバー１５ｂ上にはＩＧＢＴ２とダイオードＤ２とが隣接して実装されている。このとき、積層された部材の厚さバラツキや、図１５のようにハンダ付けされる場合にはハンダの厚さバラツキなどによって、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上面までの高さが異なる場合がある。図２５に示す例では、ＩＧＢＴチップ２側の方がダイオードＤ２側よりも高くなっている。
【００６７】
図３に示した装置では、ＩＧＢＴチップ２およびダイオードＤ２毎に独立した弾性部材２７Ａ，７０Ｂによって補助冷却部材２６が下方に付勢されているため、高さに差があった場合にはバスバー１７は高さが低い方に変形することができる。そのため、高さが低い方の半導体チップにも加圧作用が働く。
【００６８】
しかし、補助冷却部材２６がＩＧＢＴチップ２およびダイオードＤ２の両方にまたがるように配設されているため、高さが低い方の緩衝部材２３Ａ，２３Ｂとの接触が不十分となったり、隙間が生じたりするおそれがある。しかし、本実施の形態では、ＩＧＢＴチップ２側の補助冷却部材２６ＡとダイオードＤ２側の補助冷却部材２６Ｂとを独立に設けたので、弾性部材２７Ａ，２７Ｂによる付勢力によってダイオードＤ２側のバスバー１７が下方に変形し、バスバー１７と緩衝部材７０Ｂとの接触状態が良好となり、均一に加圧されるようになる。
【００６９】
さらに、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂは変形しやすい低ヤング率部材で形成されているため、高さが高い方の緩衝部材７０Ａが変形することで高さの差違が吸収される。その結果、バスバー１７の変形がより小さくなり、不均一な加圧を抑制できる。なお、半導体チップ側には緩衝部材７０Ａ，７０Ｂよりもヤング率の高い緩衝部材２３Ａ，２３Ｂが配設されるので、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂからの加圧に不均一があっても、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂによって低減される。
【００７０】
バスバー１７の変形は間隔Ｌ２の間で生じるが、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上側の面取り寸法Ｃ１を大きくすることにより間隔Ｌ２が大きくなり、より容易に変形することができる。また、面取り寸法Ｃ１を大きくすることにより、間隔Ｌ２を維持したままＩＧＢＴ２とダイオードＤ２との距離を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００７１】
さらに、Ｃ１＞Ｃ２のように寸法設定して、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上側接触面積Ｓ１を下側接触面積Ｓ２よりも小さくしたことにより、下側の緩衝部材半導体チップ２、Ｄ２に加わる加圧力が均一となり偏荷重を抑制することができる。
【００７２】
図２６は偏荷重抑制作用を説明する図であり、（ａ）はＣ１＞Ｃ２（Ｓ１＜Ｓ２）の場合を示し、（ｂ）はＣ１＜Ｃ２（Ｓ１＞Ｓ２）の場合を示す。図２６（ａ）の場合、高さの差はバスバー１７の変形により吸収されるが、わずかながらバスバー１７に傾きが残った場合、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂには斜めの方向の力が働くが、Ｓ１＜Ｓ２と設定されているため、面圧がより高い緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの上面側が変形し、面圧の低い下面側は半導体チップ２，Ｄ２に対して平行に維持される。その結果、半導体チップ２，Ｄ２への偏荷重が発生しにくい。
【００７３】
一方、Ｓ１＞Ｓ２の場合には、低ヤング率部材である緩衝部材７０Ａ，７０Ｂに作用する斜め方向の力は、Ｓ１＞Ｓ２であるため方向が変化し難く、半導体チップ２，Ｄ２に対して偏荷重を与えやすい。なお、Ｓ１＜Ｓ２であれば、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの形状は上述したものに限らず、図２７の（ａ）〜（ｄ）のように、上面側の外周角部に曲面加工等を施したような形状であってもかまわない。ただし、面積Ｓ１は通電に必要な面積を確保する必要がある。
【００７４】
なお、上述した例ではババスバー間にＩＧＢＴとダイオードとの２つの半導体チップが挟まれて圧接される場合について説明したが、半導体チップが一つの場合であっても適用することができる。すなわち、半導体チップが一つであっても、上側のバスバーが斜めになった状態で圧接される場合がある。そのような場合にも、緩衝材７０Ａ，７０Ｂのような緩衝部材２３よりも低ヤング率の緩衝部材を追加導入し、その上面側接触面積Ｓ１を下面側接触面積Ｓ２より小さくすることにより、上述したものと同様の効果を奏することができる。
【００７５】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ＩＧＢＴ１は第１の半導体チップを、ＩＧＢＴ２は第２の半導体チップを、バスバー１５ｂ，４００は第１のバスバーを、バスバー１６は第２のバスバーを、バスバー１７は第３のバスバーを、バスバー１５ｄ，４１０は第４のバスバーを構成し、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂは第１〜３の導電部材を、緩衝部材７０Ａ，７０Ｂは第４の導電部材を、緩衝部材２３Ａ，２３Ｂの一部２３０は伸延部を、易曲部Ｂ，２３ｃは変形部を、端子部１６ａ，１７ａは外部導出端子を構成し、請求項１３では、ＩＧＢＴ２は第１の半導体チップを、ダイオードＤ２は第２の半導体チップを、ＩＧＢＴ１は第３の半導体チップを、ダイオードＤ１は第４の半導体チップを、補助冷却部材２６Ａおよび弾性部材２７Ａは第１および第３の押圧部材を、補助冷却部材２６Ｂおよび弾性部材２７Ｂは第２および第４の押圧部材をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る半導体装置の第１の実施の形態を示す図であり、単相インバータの回路図である。
【図２】主冷却部１１に取り付けられた半導体装置の外観を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ユニット１２のケーシング１２ａと、ユニット１３のケーシング１３ａとを示す斜視図である。
【図５】バスバー１７の斜視図である。
【図６】比較例を示す図である。
【図７】接続部１５ｃに設けられた易曲部Ｂを示す図であり、（ａ）〜（ｃ）に異なる形状を示す。
【図８】電極板１５の変形例を示す図である。
【図９】補助冷却部材２６の変形例を示す図である。
【図１０】補助冷却部材２６の平面図である。
【図１１】本発明による半導体装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】ケーシング３０ａを示す斜視図である。
【図１３】ユニット３１を示す斜視図である。
【図１４】本発明による半導体装置の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ断面図である。
【図１６】図１４の断面を示したものであり、（ａ）はＤ−Ｄ断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】ユニット４０〜４２を示す図であり、（ａ）はユニット４０の平面図、（ｂ）はユニット４１の平面図、（ｃ）はユニット４２の平面図である。
【図１８】本発明による半導体装置の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１９】図１８のＧ部拡大図である。
【図２０】第４の実施の形態の変形例を示す図である。
【図２１】３相インバータの回路図である。
【図２２】ユニット６０を示す平面図である。
【図２３】ユニット６１，６２を示す図であり、（ａ）はユニット６１の平面図、（ｂ）はユニット６２の平面図である。
【図２４】本発明による半導体装置の第５の実施の形態を示す断面図である。
【図２５】補助冷却部材２６Ａ、補助冷却部材２６Ｂの作用を説明する図である。
【図２６】偏荷重抑制作用を説明する図であり、（ａ）はＣ１＞Ｃ２（Ｓ１＜Ｓ２）の場合を示し、（ｂ）はＣ１＜Ｃ２（Ｓ１＞Ｓ２）の場合を示す。
【図２７】緩衝部材７０Ａ，７０Ｂの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，２，５１〜５６  ＩＧＢＴ
１１  冷却部
１２，１３  ユニット
１４，２５  絶縁材
１５  電極板
１５ａ，１６ａ，１７ａ，３００ａ，４００ａ，４００Ｕａ，４００Ｖａ，４００Ｗａ，６００ａ  端子部
１５ｂ，１５ｄ，１６，１７，３００，４００，４００Ｕ，４００Ｖ，４００Ｗ，４１０，６００  バスバー  
２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，７０Ａ，７０Ｂ  緩衝部材
２３ｃ，Ｂ  易曲部
２６Ａ，２６Ｂ，３６  補助冷却部材
２７Ａ，２７Ｂ  弾性部材
Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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