(57)【要約】【課題】  小型化を図ることができるとともに、圧接性能の向上を図ることができる半導体装置の提供。【解決手段】  バスバー１５ｄ上に実装されたダイオードＤ２の上には、ダイオードＤ２と同程度の線膨張係数を有する緩衝部材６が載置され、さらに、緩衝部材６の上には導電性の導電部材５が載置される。バスバー１７はこの導電部材５の上に載置され、バスバー１７，導電部材５および緩衝部材６は、位置合わせ部材３２の軸３２ｂに装着されたバネ部材２３によってダイオードＤ２方向の圧力が付与される。位置合わせ部材３２の軸３２ａ，３２ｂは同軸に形成され、導電部材５の上面の中心に形成された凹部５ａと軸３２ａとが係合することによりバネ部材２３の中心と導電部材５とが同一軸１００上に揃う。【選択図】        図７
2006318950.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半導体チップを一対のバスバーの間に挟持した圧接型の半導体装置であって、
第１のバスバー上に実装された前記半導体チップと第２のバスバーとの間に介在するように設けられる導電性の中間部材と、
前記第２のバスバーおよび前記中間部材を一体に前記半導体チップ方向へ付勢して圧力を付与する圧力付与部材と、
前記中間部材に付与される圧力の分布が均一となるように、前記圧力付与部材および前記中間部材の相対位置を適正位置に位置決めする位置決め部材とを備えたことを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧接型の半導体装置において、
前記位置決め部材は前記中間部材方向に突出する凸部と、前記凸部の中心軸に沿って圧力を付与するように前記圧力付与部材を保持する保持部とを備え、
前記中間部材は前記凸部と係合する凹部を備えることを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧接型の半導体装置において、
前記位置決め部材は、前記中間部材の前記第２のバスバーに接触しない側周面を把持して、前記中間部材を前記第２のバスバーのチップ対向面に保持する保持枠を備えることを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧接型の半導体装置において、
前記保持枠は前記中間部材の前記側周面に対向して突起部を有し、前記中間部材の側周面を前記突起部により把持することを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の圧接型の半導体装置において、
前記中間部材は、前記第２のバスバーに接触する導電部材と、前記導電部材と前記半導体チップとの間に配設され、前記半導体チップと同程度の線膨張係数を有する導電材から成る緩衝部材とを備えることを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の圧接型の半導体装置において、
前記導電部材および前記緩衝部材を保持する前記保持枠は、前記緩衝部材のみを把持することを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか一つに記載の圧接型の半導体装置において、
前記保持枠に、前記保持枠の内側と外側とを連通する貫通孔を複数形成したことを特徴とする圧接型の半導体装置。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれか一つに記載の圧接型の半導体装置において、
前記保持枠に、前記第２のバスバーから前記半導体チップ方向に延在し、前記保持枠の内側と外側とを連通するスリットを複数形成したことを特徴とする圧接型の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のバスバー間に半導体チップを挟持した、圧接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半導体チップを一対のバスバーの間に挟持した圧接型の半導体装置であって、第１のバスバー上に実装された半導体チップと第２のバスバーとの間に介在するように設けられる導電性の中間部材と、バスバーおよび中間部材を一体に半導体チップ方向へ付勢して圧力を付与する圧力付与部材とを備える。そして、中間部材に付与される圧力の分布が均一となるように、位置決め部材により圧力付与部材および中間部材の相対位置を適正位置に位置決めすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第２のバスバーおよび中間部材を一体に半導体チップ方向へ付勢して圧力を付与する圧接構造としたので、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、さらに、中間部材に付与される圧力分布の均一化により圧接性能の向上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。図１は本発明に係る半導体装置の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図１に示す半導体装置は、図２の回路図に示すような単相インバータを構成している。
【０００８】
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２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。
【０００９】
図２に示すＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２は図１のユニット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。
【００１０】
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はユニット１２，１３を冷却するものであり、例えば冷却水方式が採用される。もちろん、水冷に限られるものではなく、他の冷却方式を採用しても良い。冷却部１１には、複数の支柱１１ａが立設されている。支柱１１ａの上端には、後述するバネ部材２３を図示下方に押さえるための押さえ板２８が取り付けられている。
【００１１】
押さえ板２８は鋼板材で形成されており、機能上、高剛性で経時的変形の少ない材料および形状が採用される。例えば、剛性を確保するために、ビード加工やエンボス加工が施される。材料としては、例えばＳＰＣＣ等の圧延鋼板が好ましい。また、腐食や他の部品への絶縁不良を防止するために、クロームメッキ，亜鉛メッキ，錫メッキ等の表面処理が施される。なお、圧延鋼板に代えてＳＵＳ材を用いて表面処理を省いたり、亜鉛メッキ鋼板等を用いても良い。また、剛性が確保できる場合には、アルミ材等を用いても良く、材料は適宜変更可能である。
【００１２】
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、装置の側方へと伸延している。正面図（図１（ｂ））の手前側方に伸延するように取り出されている端子部１６ａ，１７ａは、後述するバスバー１６，１７の端子部である。
【００１３】
図３は図１（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。
【００１４】
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、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１の上に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。すなわち、電極板１５は、２つのバスバー１５ｂ、１５ｄを一体化した共通のバスバーを形成している。
【００１５】
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するとともに、ＩＧＢＴ２およびダイオードＤ２が載置される部分Ｈ１，Ｈ２を露出させてケーシング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するとともに、ＩＧＢＴ１およびダイオードＤ１が載置される部分Ｈ４，Ｈ３を露出させてケーシング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。
【００１６】
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。
【００１７】
ユニット１２，１３を冷却部１１上に装着する場合には、最初にケーシング１３ａを冷却部１１上に配置する。その際、ケーシング１３ａに形成された貫通孔２１０内に冷却部１１の支柱１１ａが挿通されるように載置することにより、ケーシング１３ａが冷却部１１上に位置決めされる。次に、ケーシング１２ａに設けられたバスバー１５ｄがケーシング１３ａの上方に配置されるように、ケーシング１２ａを冷却部１１上に載置する。
【００１８】
ケーシング１２ａの場合も、ケーシング１２ａに形成された貫通孔１９０内に支柱１１ａが挿通されるように載置することにより、ケーシング１２ａが冷却部１１上に位置決めされる。各ケーシング１２ａ，１３ａの底面に配設されたバスバー１５ｂ，１６は、それぞれ裏面が各ケーシング１２ａ，１３ａの裏面側に露出している。ケーシング１２ａの上部には、図３に示すようにバスバー１７が配設される。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。バスバー１７には、装置側方（図１参照）に突出する端子部１７ａが形成されている。
【００１９】
ユニット１２，１３に設けられたＩＧＢＴ２，１およびダイオードＤ２，Ｄ１の配設構造は同一構造となっており、ここではダイオードＤ２を例に説明する。図７は、図３のＣ部を示したものである。本実施の形態に用いられる半導体チップ（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。
【００２０】
まず、図７に示すように、ハンダ等の接合材８を用いて半導体チップ（ダイオードＤ２）をバスバー１５ｂ上に接合する。次いで、ダイオードＤ２上に緩衝部材６を載置し、さらに緩衝部材６の上に導電部材５を載置する。ＩＧＢＴ１，２の表面側に設けられたゲート電極は、枠部１９ａ，２１に設けられたゲート端子１８，２０のワイヤ接続部にそれぞれワイヤボンディングされる。導電部材５は銅等の導電材で形成されており、バスバー１７とダイオードＤ２の表面側電極とを電気的に接続するものである。
【００２１】
ところで、シリコン基板を用いた半導体チップ（ＩＧＢＴ１，２およびダイオードＤ１，Ｄ２）の上に銅などの線膨張係数が異なる導電部材５を接触させて配置すると、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。そこで、半導体チップと線膨張係数の近い緩衝部材６を導電部材５とダイオードＤ２との間に介在させることにより、線膨張係数差に起因するを半導体チップ表面の摩耗を防止することができる。
【００２２】
緩衝部材６には、半導体チップ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などが用いられる。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。なお、導電部材５のダイオードＤ２と対向する面にモリブデンやタングステンの層を形成することにより、緩衝部材６を省略することも可能である。
【００２３】
導電部材５の上面にはバスバー１７が載置される。導電部材５の上面側中央には凹部５ａが形成されており、バスバー１７の凹部５ａと対向する部分には貫通孔１７ｂが形成されている。バスバー１７の上には板状の絶縁部材３１を介して位置合わせ部材２２が載置されている。絶縁部材３１には、枠部１９ａ，１９ｂ，２１と同様に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）等が用いられるが、絶縁性を有し、バネ部材２３の付勢力に対して割れや経時的変形のない材料であれば良く、上述したものに限られない。
【００２４】
絶縁部材３１の中央部分には、表裏両面方向に突出する軸が３１ａが形成されている。この軸３１ａの下側は、バスバー１７の貫通孔１７ｂを貫通して導電部材５の凹部５ａに係合しており、軸３１ａの上端は位置合わせ部材２２の下面に形成された凹部２２ａに係合している。また、位置合わせ部材２２の上面側には、バネ部材２３の位置合わせを行うための軸２２ｂが形成されている。バネ部材２３の中心部分には孔が形成されており、バネ部材２３はこの孔に位置合わせ部材２２の軸２２ｂが貫挿されるように配設される。押さえ板２８には貫通孔２８ａが形成されており、軸２２ｂはこの貫通孔２８ａに挿通される。
【００２５】
その結果、押さえ板２８と位置合わせ部材２２とに挟まれるようにバネ部材２３が配置される。本実施の形態では、バネ部材２３として皿バネを用いているが、板バネ、コイルバネ等を用いても良いし、バネに代わる弾性部材を用いても良い。押さえ板２８を支柱１１ａに固定するとバネ部材２３が圧縮され、バネ部材２３が元に戻ろうとする力により位置合わせ部材２２，絶縁部材３１，バスバー１７，導電部材５および緩衝部材６が下方に付勢される。この付勢力によりバスバー１７とダイオードＤ２間の電気的接触が向上する。
【００２６】
凹部２２ａおよび軸２２ｂはそれぞれの中心軸が一致するように形成されており、凹部２２ａおよび５ａに軸２２ｂが係合することにより、導電部材５の中心とバネ部材２３との中心とが同一軸１００上に揃うことになる。すなわち、バネ部材２３の下方向への付勢力が、導電部材５の中央部分に作用するような構成となっているため、緩衝部材６に偏荷重が掛かるのを防止することがでる。その結果、ダイオードＤ２に対する圧力分布の均一化を図ることができ、良好な圧接状態を実現することができる。
【００２７】
このようにして、圧接構造を構成したならば、半導体チップ（ＩＧＢＴ１，２、ダイオードＤ１，Ｄ２）が収納されている空間１９０および２２０に、シリコンゲル等の密着性および弾力性の高い絶縁性樹脂を封止材として充填する。絶縁性樹脂としてはシリコン系に限らず、エポキシ系、ウレタン系等を用いても良い。このような封止材を充填することにより、電極面が樹脂に覆われて酸化防止や沿面放電の防止を図ることができる。
【００２８】
本実施の形態では、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。さらに、上述したように凹部５ａ，２２ａに軸３１ａを係合させ、軸２２ｂに装着されたバネ部材２３と導電部材５とを同一軸１００上に揃えるような構成としたことにより、均一な圧接を実現することができる。なお、上述した例では、絶縁部材３１を絶縁材で形成したが、位置合わせ部材２２を絶縁材で形成し、絶縁部材３１を導電材で形成しても良い。
【００２９】
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。
【００３０】
（変形例１）
上述した図７に示す例では、位置合わせ部材２２と絶縁部材３１とを別部材としたが、図８に示す変形例１では位置合わせ部材３２を絶縁材で形成することにより、それらを一体とした。位置合わせ部材３２には軸３２ａ，３２ｂが同軸状態で形成されており、下側の軸３２ａは導電部材５の凹部５ａに係合し、上側の軸３２ｂは押さえ板２８の貫通孔２８ａに挿入される。図７に示す構造の場合、加工誤差やガタ等によって、位置合わせ部材２２と絶縁部材３１との係合部分における位置合わせ誤差が生じるが、変形例１のように一体とすることによりそのような誤差の発生を防止できるとともに、部品点数の削減を図ることができる。
【００３１】
（変形例２）
図９は変形例２を示す図である。変形例２では、バスバー１７に設けられた絶縁性樹脂の枠２４の一部をバスバー１７の上面まで延長して絶縁部２４ａとした。絶縁部２４ａには、バスバー１７の貫通孔１７ｂに対向する部分に上下に延びる軸２４ｂを形成した。位置合わせ部材２２は、軸２４ｂの上端部分が凹部２２ａに係合するように絶縁部２４ａ上に載置される。
【００３２】
一方、バスバー１７を導電部材５の上に配設する際には、軸２４ｂの下端部分が導電部材５の凹部５ａに係合するように配置する。軸２４ｂが導電部材５の凹部５ａおよび位置合わせ部材２２の凹部２２ａに係合することにより、バネ部材２３の中心と導電部材５の中心とが同一軸１００上に揃う。変形例２の場合にも、枠２４と一体で絶縁部２４ａおよび軸２４ｂを形成することにより、変形例１の場合と同様に部品点数を削減することができる。
【００３３】
（変形例３）
図１０は変形例３を示す図である。変形例３では、枠２４と一体で形成した絶縁部２４ａに、下側に突出する軸２４ｂと上側に突出する軸２４ｃを同軸状態で形成した。軸２４ｂはバスバー１７の貫通孔１７ｂを貫通して導電部材５の凹部５ａに係合し、軸２４ｃは押さえ板２８の貫通孔２８ａに挿入される。バネ部材２３は軸２４ｃの部分に装着される。変形例３では、軸２４ｃと同軸関係にある軸２４ｂが導電部材５の凹部５ａと係合することにより、バネ部材２３の中心と導電部材５の中心とが同一軸１００上に揃う。
【００３４】
変形例３の場合、変形例２に示した位置合わせ部材２２が必要ないので、さらに部品点数が削減される。なお、変形例３では、バネ部材２３が絶縁部２４ａに直接接触していて接触面積が比較的小さいので、絶縁部２４ａが付勢力によって変形したり割れたりしないように、絶縁部２４ａの厚さを比較的厚くする必要がある。
【００３５】
（変形例４）
図１１は変形例４を示す図である。図７に示した構造では、位置合わせ部材２２の中心に形成された軸２２ｂにバネ部材２３を外挿するように装着したが、変形例４では、位置合わせ部材１２２の上面側に凹部１２２ｃを形成し、この凹部１２２ｃ内にバネ部材２３を収めるようにした。凹部１２２ｃの中心は凹部１２２ａの中心と一致するように形成されているので、バネ部材２３の中心および導電部材５の中心は同一軸１００上に揃う。
【００３６】
変形例４では、押さえ板２８に図７に示すような貫通孔２８ａが設けられないので、押さえ板２８の剛性向上を図ることができる。また、図７の場合、バネ部材２３が装着された位置合わせ部材２２の位置は、貫通孔２８ａの位置誤差や、押さえ板２８の取り付け誤差等の影響を受けるが、変形例４では位置合わせ部材１２２が押さえ板２８と係合していないので、取り付け誤差等の影響を受けることがない。
【００３７】
（変形例５）
図１２は変形例５を示す図である。変形例５では、図１１に示した位置合わせ部材１２２と絶縁部材３１とを一体とした、絶縁性材料から成る位置合わせ部材３３を設けた。位置合わせ部材３３の下面には、凹部３３ｃの中心と同軸で軸３３ａが形成されている。この軸３３ａが導電部材５の凹部５ａと係合することにより、バネ部材２３の中心と導電部材５の中心とが同一軸１００上に揃う。変形例５では、変形例４の効果に加えて、部品点数を削減できるという効果が加わる。
【００３８】
（変形例６）
図１３は変形例６を示す図である。変形例６では、変形例２（図９）の位置合わせ部材２２に代えて図１１（変形例４）に示した位置合わせ部材１２２を用いた。そのため、変形例４の効果に加えて部品点数を削減できるという効果が加わる。
【００３９】
（変形例７）
図１４は変形例７を示す図である。変形例７では、変形例３（図１０）の軸２４ｃに代えて、バネ部材２３が収納される位置合わせ部２４ｄを絶縁部２４ａ上に形成した。位置合わせ部２４ｄは、その中心が軸２４ｂの中心と一致するように形成されており、導電部材５の中心と位置合わせ部２４ｄに収納されたバネ部材２３の中心とは同一軸１００上に揃っている。
【００４０】
（変形例８）
図１５は変形例８を示す図である。変形例８では、バスバー１７の枠２４をバスバー１７の上面に延在させて絶縁部２４ａを形成するとともに、バスバー１７の下面にも延在させて導電部材５を位置決めする保持枠２４ｅを設けた。絶縁部２４ａには位置合わせ部材２２の凹部２２ａに係合する凸部２４ｆが形成されている。図示下方に突出している保持枠２４ｅは導電部材５を囲むように側周に接し、導電部材５の中心が凸部２４ｆの中心と一致するように導電部材５を位置決めする。その結果、バネ部材２３の中心と導電部材５の中心とが同一軸１００上に揃うことになる。
【００４１】
変形例８では、図９に示した変形例２のようにバスバー１７に貫通孔１７ｂを形成したり導電部材５に凹部５ａを形成する必要がないので、バスバー１７と導電部材５との接触面積が増大し、バスバー１７と半導体チップ（ダイオードＤ２）との間の電気抵抗および熱抵抗を小さく抑えることができる。
【００４２】
また、変形例２ではバスバー１７と導電部材５との接触面積の制約から、貫通孔１７ｂや凹部５ａを大きくすることができない。そのため、軸２４ｂが細くならざるを得ず、付勢力が作用したときに軸２４ｂが変形して導電部材５等が傾く可能性がある。一方、変形例８では、導電部材５の外周を囲むように保持枠２４ｅを設けたので、そのような傾きの発生を防止できる。なお、装置を組み立てる際には、ダイオードＤ２上に緩衝部材６を載置し、バスバー１７の保持枠２４ｅに導電部材５を組み込んだ状態で、バスバー１７を緩衝部材６の上に載置する。
【００４３】
（変形例９）
図１６は変形例９を示す図である。変形例９では、図１５に示す凸部２４ｆに代えて軸２４ｃを形成したものである。この軸２４ｃは図１０に示した軸２４ｃと同様の機能を有するものであり、バネ部材２３が装着されるとともに押さえ板２８の貫通孔２８ａに挿入される。軸２４ｃは保持枠２４ｅの中心と同軸となるように形成されており、軸２４ｃに装着されたバネ部材２３の中心と保持枠２４ｅによってガイドされた導電部材５の中心は、同一軸１００上に揃っている。変形例９では、変形例８の効果に加えて部品点数の削減効果も加わることになる。
【００４４】
（変形例１０）
図１７は変形例１０を示す図である。変形例１０は、図１５に示す変形例８の位置合わせ部材２２に代えて、図１１（変形例４）に示した位置合わせ部材１２２を用いたものである。そのため、変形例１０は、変形例８の効果に加えて、変形例４と同様に押さえ板２８の剛性向上や押さえ板２８の取り付け誤差等の影響を排除することができる。
【００４５】
（変形例１１）
図１８は変形例１１を示す図である。変形例１１では、変形例１０（図１７）の凸部２４ｆに代えて、バネ部材２３が収納される位置合わせ部２４ｄを絶縁部２４ａ上に形成した。位置合わせ部２４ｄは、その中心が保持枠２４ｅの中心と一致するように形成されており、保持枠２４ｅに収納された導電部材５の中心と位置合わせ部２４ｄに収納されたバネ部材２３の中心とは同一軸１００上に揃っている。
【００４６】
（変形例１２）
図１９は変形例１２を示す図である。図１９（ａ）に示す例では、変形例８（図１５）に示した保持枠２４ｅをさらに下方に突出させて、導電部材５だけでなく緩衝部材６も位置決めするようにした。装置組み立ての際には、バスバー１７の枠２４に形成された保持枠２４ｅに導電部材５および緩衝部材６を順に組み込み、そのバスバー１７をダイオードＤ２の上に載置するようにする。
【００４７】
図１９（ｂ）は導電部材５および緩衝部材６が組み込まれた枠２４を斜め下方向から見た斜視図である。ここでは、導電部材５の横断面は矩形状をしており、その周囲（４つの側面）は矩形状の保持枠２４ｅによって囲まれている。その結果、バネ部材２３の中心と導電部材５および緩衝部材６の各中心は、同一軸１００上に揃うことになる。また、導電部材５および緩衝部材６を保持枠２４ｅに組み込んだ状態でバスバー１７を組み付けるため、組み立て作業が容易となる。
【００４８】
なお、導電部材５の外形寸法は、緩衝部材６の外形寸法よりも若干小さめに設定されている。例えば、０．０５〜０．２ｍｍ程度小さく設定される。例えば、導電部材５の外形寸法が緩衝部材６の外形寸法よりも大きめになっていると、緩衝部材６が保持枠２４ｅから脱落しやすくなる。しかし、上述したように緩衝部材６の方を大きめに設定することにより、保持枠２４ｅに組み込んだ緩衝部材６が保持枠２４ｅから脱落するのを防止することができる。保持枠２４ｅは弾性を有する材料で構成するのが好ましい。なお、図１６，１７，１８に示した保持枠２４ｅにも同様に適用することができる。
【００４９】
（変形例１３）
変形例１３は変形例１２をさらに変形したものであり、図２０に示すように、保持枠２４ｅの下端部分の内周面に突起部２４ｇを形成した。そして、この突起部２４ｇで緩衝部材６を把持するようにした。このように、緩衝部材６を接触面積の小さな突起部２４ｇで把持するようにしたので、緩衝部材６の保持枠２４ｅへの装着が容易となる。この場合には、導電部材５および緩衝部材６の外形寸法は同一であってもかまわない。なお、図２０は図１９に示したものを変形したものである。
【００５０】
（変形例１４）
ところで、前述したように、図３に示す半導体チップが収容される空間１９０，２２０にはシリコンゲルのような封止材が充填される。しかし、図１５に示す変形例８では、導電部材５の周囲が保持枠２４ｅにより囲まれているため、導電部材５と保持枠２４ｅとの間に生じる空間Ｂにはゲルが充填されず、空気残留部が発生してしまう。そこで、図２１に示す変形例１４では、保持枠２４ｅの上端部に開口２４１を形成した。開口２４１は保持枠２４ｅの四つある側面の各々に形成した。
【００５１】
空間１９０にゲルを充填する場合、例えば、図２１に示すように枠２４に流入口２４０を形成し、流入口２４０からゲルを充填する。枠２４の図示左側には流入口２４０と同様の空気排出用開口（不図示）が形成されており、流入口２４０からゲルを充填するとゲルは矢印のように流込み、空間１９０内の空気は不図示の空気排出用開口から排出される。変形例１４では、ゲルが開口２４１から保持枠２４ｅ内へと流れ込んで空間Ｂの空気がゲルと置換され、空気残留部の発生を防止することができる。なお、図１９，２０に示すように、緩衝部材６を組み込むことができるようなガイド部２４ｅに対しても、同様の開口２４１を形成することにより、空気残留部の発生を防止することができる。
【００５２】
図２１に示す例では保持枠２４ｅの上端部分に開口２４１を形成したが、図２２に示すように縦方向（上下方向）のスリットを２４２を保持枠２４ｅに複数形成するようにしても良い。図２２（ａ）に示す例では、保持枠２４ｅの各面が交わる稜にスリット２４２をそれぞれ形成し、図２２（ｂ）に示す例では、保持枠２４ｅの各面にスリット２４２を形成した。このような上下方向のスリット２４２を形成した場合、単純な二分割の成形型を用いて保持枠２４ｅ部分の成形を行うことができる。
【００５３】
（変形例１５）
図２３に示す変形例１５は、図２２（ａ）に示した保持枠２４ｅの各側面にさらにスリット２４３を形成し、保持枠２４ｅの各側面を複数の把持部に分割したものである。このように分割することにより、緩衝部材６の各辺を複数の把持部で把持することがで、保持および位置決めをより確実に行うことが可能となる。
【００５４】
（変形例１６）
図２４は変形例１６を示す図であり、（ａ）は保持枠２４ｅの部分を斜め下から見た斜視図、（ｂ）は保持枠２４ｅを半導体チップ側から見た図である。保持枠２４ｅの各側面はスリット２４３により３つの部分に分割されており、それらは突出高さの高い把持部２４４と突出高さの低い把持部２４５とから成る。
【００５５】
図２４（ｂ）に示すように、把持部２４５は把持部２４４よりも内側に配置されており、導電部材５を把持するものである。一方、把持部２４４は把持部２４５よりも外側に配置されており、緩衝部材６を把持するために設けられている。このように把持部２４４，２４５を形成することにより、保持枠２４ｅは導電部材５および緩衝部材６の両方を把持することができる。
【００５６】
（変形例１７）
図２５に示す例では、突出高さの異なる把持部２４４，２４５により導電部材５および緩衝部材６を別々に把持するようにしたが、図２６の示す変形例１７では、把持部２４６，２４７の内周面に形成される突起部２４６ａ，２４７ａの上下方向位置を変えることにより、導電部材５および緩衝部材６を別々に把持するようにした。
【００５７】
図２５は保持枠２４ｅの部分を斜め下から見た斜視図であり、保持枠２４ｅの各側面はスリット２４３により３つの把持部２４６，２４７に分割されている。把持部２４６には、先端部分の内周面に突起部２４６ａがそれぞれ形成されている。一方、把持部２４７の場合には、先端部分よりも上方の内周面に突起部２４７ａが形成されている。
【００５８】
変形例１７の場合、把持部２４７の突起部２４７ａにより導電部材５が把持され、把持部２４６の突起部２４６ａにより緩衝部材６が把持される。このように突起部２４６ａ，２４７ａで導電部材５および緩衝部材６を把持するようにしたので、変形例１６のように面で把持する場合に比べて把持位置および接触面積のばらつきが低減され、安定した把持と把持圧力を得ることができる。
【００５９】
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、バスバー１５ｂは第１のバスバーを、バスバー１７は第２のバスバーを、バネ部材２３は圧力付与部材を、導電部材５および緩衝部材６は中間部材を、位置合わせ部材２２，３２，３３，１２２，絶縁部材３１，軸２４ｂ，２４ｃ，位置合わせ部２４ｄ，凸部２４ｆおよび枠部材２４ｅは位置決め部材を、軸３２ａは請求項２の凸部を、軸３２ｂは請求項２の保持部を、凹部５ａは請求項２の凹部を軸２４ｃは請求項３の保持部を、開口２４１は請求項７の貫通孔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】
【００６０】
【図１】本発明に係る半導体装置の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】単相インバータの回路図である。
【図３】図１（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】図３のＣ部を示す図である。
【図８】変形例１を示す図である。
【図９】変形例２を示す図である。
【図１０】変形例３を示す図である。
【図１１】変形例４を示す図である。
【図１２】変形例５を示す図である。
【図１３】変形例６を示す図である。
【図１４】変形例７を示す図である。
【図１５】変形例８を示す図である。
【図１６】変形例９を示す図である。
【図１７】変形例１０を示す図である。
【図１８】変形例１１を示す図である。
【図１９】変形例１２を示す図である。
【図２０】変形例１３を示す図である。
【図２１】変形例１４を示す図である。
【図２２】（ａ）は保持枠２４ｅの各面にスリット２４２を形成した場合を示す図で、（ｂ）は保持枠２４ｅの各稜にスリット２４２を形成した場合を示す図である。
【図２３】変形例１５を示す図である。
【図２４】変形例１６を示す図である。
【図２５】変形例１７を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，２  ＩＧＢＴ
５  導電部材
６  緩衝部材
１５  電極板
１５ｂ，１５ｄ，１６，１７  バスバー
２２，３２，１２２  位置合わせ部材
２３  バネ部材
２４ｄ  位置合わせ部
２４ｅ  保持枠
２４ｇ，２４６ａ，２４７ａ  突起部
２８  押さえ板
３１  絶縁部材
２４１  開口
２４２，２４３  スリット
２４４，２４５，２４６，２４７  把持部
Ｄ１，Ｄ２  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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