(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品と、
前記部品上に載置された電極と、
前記電極の表面に沿うように前記電極に接触する電極接触面を含む第１の導体部と、前記第１の導体部における互いに対向する２つの端縁にそれぞれ接続して前記電極から離れる方向へそれぞれ延びるとともに、前記電極の中心を通る前記電極の表面に垂直な中心軸に向かう方向へ傾斜する傾斜面をそれぞれ含む２つの第２の導体部とを有する導体と、
前記第２の導体部に対して前記電極の中心軸とは反対側から接触して、前記導体および前記電極を封止する絶縁材と、
前記部品、前記電極、前記導体、および前記絶縁材を収容するケースとを備え、
前記２つの第２の導体部の間には前記絶縁材が配置されない空間が規定され、
前記ケースの熱膨張係数は、前記導体の熱膨張係数より小さく、かつ前記絶縁材の熱膨張係数より小さい、電子装置。
【請求項２】
前記空間には、前記第１の導体部と接触する補助導体が設けられる、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記部品に電気的に接続されて、前記部品を支持する基板をさらに備え、
前記導体は、前記第２の導体部における前記第１の導体部との接続箇所とは反対側の端部に接続して前記電極の中心軸から離れる方向に延びるとともに前記基板に対向するように配置された第３の導体部をさらに備え、
前記絶縁材は、前記基板と前記第３の導体部との間に配置される、請求項１又は２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記部品、前記電極、前記導体、前記絶縁材および前記基板で構成される少なくとも２つの構造体が、互いの前記第３の導体部が第４の導体部によって接続されるとともに、前記第４の導体部を基準として互いに対称に配置される、請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
前記絶縁材の熱膨張係数は、前記導体の熱膨張係数よりも大きい、請求項１から４のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項６】
前記第１の導体部は、複数の前記部品に接続するように前記部品の配列方向に沿って延びている、請求項１から５のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項７】
前記第２の導体部の厚みは、前記第１の導体部の厚みよりも薄い、請求項１から６のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項８】
前記第２の導体部の前記傾斜面は、平坦である、請求項１から７のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項９】
前記第２の導体部の前記傾斜面は、湾曲している、請求項１から７のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１０】
部品、電極、導体および絶縁材を備える電子装置を製造する方法であって、
前記部品上に載置された前記電極の表面に沿うように、前記導体における第１の導体部を前記電極に接触させる工程と、
前記第１の導体部における互いに対向する２つの端縁にそれぞれ接続して前記電極から離れる方向へそれぞれ延びる、前記導体における２つの第２の導体部のそれぞれに、前記電極の中心を通る前記電極の表面に垂直な中心軸に向かう方向へ傾斜する傾斜面を形成する工程と、
前記第２の導体部に対して前記電極の中心軸とは反対側から前記絶縁材を接触させながら、前記導体および前記電極を封止する工程と、
前記部品、前記電極、前記導体、および前記絶縁材をケースに収容する工程と、を含み、
前記２つの第２の導体部の間には前記絶縁材が配置されない空間が規定され、
前記ケースの熱膨張係数は、前記導体の熱膨張係数より小さく、かつ前記絶縁材の熱膨張係数より小さい、電子装置の製造方法。
【請求項１１】
前記空間に、前記第１の導体部と接触する補助導体を設ける工程をさらに含む、請求項１０に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１２】
前記部品を支持する基板を準備する工程と、
前記基板を、前記第２の導体部における前記第１の導体部との接続箇所とは反対側の端部に接続して前記電極の中心軸から離れる方向に延びる、前記導体における第３の導体部と対向するように配置する工程とをさらに含み、
前記絶縁材で封止する工程では、前記基板と前記第３の導体部との間に前記絶縁材を配置する、請求項１０又は１１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１３】
前記部品、前記電極、前記導体、前記絶縁材および前記基板で構成される少なくとも２つ構造体を、互いの前記第３の導体部が第４の導体部によって接続されるとともに、前記第４の導体部を基準として互いに対称に配置する工程をさらに含む、請求項１２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の導体部を前記電極に接触させる工程では、前記第１の導体部を複数の前記部品に接続させる、請求項１０から１３のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
【請求項１５】
前記導体を封止した前記絶縁材を硬化させる工程をさらに含む、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示技術は、電子装置およびその製造方法に関する。本開示技術は特に、圧接型の電気接続端子構造による電子装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用電化製品、パワーコンディショナ、産業用機器、電気自動車および鉄道車両などには、パワー半導体素子を含む電力変換装置が搭載されている。このような電力変換装置は、コンバータ回路またはインバータ回路等で構成されており、数Ａ以上の大きな電流・電力を扱うため、回路部品としてパワー半導体素子が用いられる。パワー半導体素子としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮなどで形成されたベアチップのトランジスタおよびダイオードなどの部品がある（大きさは通常、数センチ角で厚みが数ミリ）。このような部品をパッケージ化したものが例えば、ディスクリート部品またはパワーモジュールである。
【０００３】
パワー半導体素子を含む電力変換装置の構成に関して特に、パワーモジュールの一般的な構造について説明する。
【０００４】
一般的なパワーモジュールは基板を備え、基板の配線上または支持体にパワー半導体素子をダイボンディングすることにより電気的に接続している。この接続においては一般的に、はんだ接合が用いられる。パワー半導体素子のもう一方の面の電極には、導電性ワイヤによって、基板の配線、リードフレーム又は端子などの導体が電気的に接続されている。ここでの接続においては主に、ワイヤボンディングが用いられる。このようにして接続された構造体が、外部端子を除いて絶縁性のケース内へ収められる。
【０００５】
動作時において、パワー半導体素子には数Ａ〜数千Ａ以上の電流が流れ、発熱する。この発熱により、パワー半導体素子だけでなく、パワー半導体素子を含む装置の温度が上昇し、例えば数十℃から１００℃以上の高温になる。パワー半導体素子を含む装置内に含まれる金属の導体は、温度が高いほど電気抵抗が増加してさらに発熱しやすくなる。よって、装置の放熱性が悪く、装置内の温度が高温のまま下がりにくい場合には、パワー半導体素子、導体の電気抵抗が増加し、さらに発熱するため、装置内の温度がどんどん上昇するという悪循環となる。場合によっては、パワー半導体素子が熱破壊される、あるいは樹脂が熱疲労による劣化および熱膨張による応力破壊に至る可能性がある。このため、パワー半導体素子を含む装置において、高耐熱および高放熱技術が求められる。
【０００６】
一方で、パワー半導体素子の一方の面の電極の接続に用いられるはんだの溶融温度は、１３０℃〜３００℃程度であるが、パワー半導体素子の接合部の温度は動作時において１００℃以上になるため、はんだが溶融し、信頼性不良の原因となりうる。また、パワー半導体素子のもう一方の面の電極の接続に用いられるボンディングワイヤは、パワー半導体素子からの発熱の放熱経路としても使われているが、パワー半導体素子の表面のうち部分的にしか接触してない上、径が細いため放熱性がよくない。
【０００７】
以上より、パワー半導体素子などの半導体や受動部品のような部品を含む電子装置では、高耐熱および高放熱な接続技術が重要である。このような中で、パワー半導体素子における接続構造として、ピン接続技術の開発が進められている（例えば、特許文献１−３参照）。
【０００８】
特許文献１−３のいずれの電子装置においても、細長いピンを用いて装置内の部材間を接続するとともに、そのピンを介して熱を伝達し、放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２６７２４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５１０１９号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のピンによる接続方法を用いた電子装置では、部品の動作時に電子装置内が高温となり、ピンを含む各部材が膨張したときに、どのような方向へ応力が働き合うかを把握することが難しい。特に、ピンと電極との接触状態が悪くなるように応力がかかる場合には、電子装置の信頼性が低下するおそれがある。このように、特に部品の動作時における電子装置の信頼性に関して未だ改善の余地があった。
【００１１】
したがって、本開示技術の目的は、部品の動作時における部品接続構造の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示技術は、部品と、前記部品上に載置された電極と、前記電極の表面に沿うように前記電極に接触する電極接触面を含む第１の導体部と、前記第１の導体部における互いに対向する２つの端縁にそれぞれ接続して前記電極から離れる方向へそれぞれ延びるとともに、前記電極の中心を通る前記電極の表面に垂直な中心軸に向かう方向へ傾斜する傾斜面をそれぞれ含む２つの第２の導体部とを有する導体と、前記第２の導体部に対して前記電極の中心軸とは反対側から接触して、前記導体および前記電極を封止する絶縁材と、前記部品、前記電極、前記導体、および前記絶縁材を収容するケースとを備え、前記２つの第２の導体部の間には前記絶縁材が配置されない空間が規定される、電子装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本開示技術の電子装置およびその製造方法によれば、部品の動作時における電子装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示技術の実施の形態１における電子装置の断面図
【図２Ａ】実施の形態１における電子装置の導体および絶縁材の断面図
【図２Ｂ】実施の形態１における電子装置の絶縁材の断面図
【図３】実施の形態１における電子装置にかかる応力を示す断面図
【図４Ａ】実施の形態１における電子装置の製造方法１のフローチャート
【図４Ｂ】実施の形態１における電子装置の製造方法１を示す図
【図４Ｃ】実施の形態１における電子装置の製造方法１を示す図
【図４Ｄ】実施の形態１における電子装置の製造方法１を示す図
【図５Ａ】実施の形態１における電子装置の製造方法２のフローチャート
【図５Ｂ】実施の形態１における電子装置の製造方法２を示す図
【図５Ｃ】実施の形態１における電子装置の製造方法２を示す図
【図５Ｄ】実施の形態１における電子装置の製造方法２を示す図
【図６】複数の部品に接続可能な導体の例を示す斜視図
【図７】実施の形態１の変形例１における電子装置の断面図
【図８】実施の形態１の変形例２における電子装置の断面図
【図９】実施の形態１の変形例３における電子装置の断面図
【図１０】実施の形態１の変形例４における電子装置の断面図
【図１１】実施の形態１の変形例５における電子装置の断面図
【図１２】実施の形態１の変形例６における電子装置の断面図
【図１３】実施の形態１の変形例７における電子装置の断面図
【図１４】本開示技術の実施の形態２における電子装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示技術の第１態様は、部品と、前記部品上に載置された電極と、前記電極の表面に沿うように前記電極に接触する電極接触面を含む第１の導体部と、前記第１の導体部における互いに対向する２つの端縁にそれぞれ接続して前記電極から離れる方向へそれぞれ延びるとともに、前記電極の中心を通る前記電極の表面に垂直な中心軸に向かう方向へ傾斜する傾斜面をそれぞれ含む２つの第２の導体部とを有する導体と、前記第２の導体部に対して前記電極の中心軸とは反対側から接触して、前記導体および前記電極を封止する絶縁材と、前記部品、前記電極、前記導体、および前記絶縁材を収容するケースとを備え、前記２つの第２の導体部の間には前記絶縁材が配置されない空間が規定される、電子装置を提供する。
【００１６】
本開示技術の第２態様は、前記ケースの熱膨張係数は、前記導体の熱膨張係数より小さく、かつ前記絶縁材の熱膨張係数より小さい、第１態様の電子装置を提供する。
【００１７】
本開示技術の第３態様は、前記空間には、第１の導体部と接触する補助導体が設けられる、第１態様又は第２態様の電子装置を提供する。
【００１８】
本開示技術の第４態様は、部品に電気的に接続されて、部品を支持する基板をさらに備え、
導体は、第２の導体部における第１の導体部との接続箇所とは反対側の端部に接続して電極の中心軸から離れる方向に延びるとともに基板に対向するように配置された第３の導体部をさらに備え、
絶縁材は、基板と第３の導体部との間に配置される、第１態様から第３態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００１９】
本開示技術の第５態様は、部品、電極、導体、絶縁材および基板で構成される少なくとも２つの構造体が、互いの第３の導体部が第４の導体部によって接続されるとともに、第４の導体部を基準として互いに対称に配置される、第４態様の電子装置を提供する。
【００２０】
本開示技術の第６態様は、絶縁材の熱膨張係数は、導体の熱膨張係数よりも大きい、第１態様から第５態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００２１】
本開示技術の第７態様は、第１の導体部は、複数の部品に接続するように部品の配列方向に沿って延びている、第１態様から第６態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００２２】
本開示技術の第８態様は、第２の導体部の厚みは、第１の導体部の厚みよりも薄い、第１態様から第７態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００２３】
本開示技術の第９態様は、第２の導体部の傾斜面は、平坦である、第１態様から第８態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００２４】
本開示技術の第１０態様は、第２の導体部の傾斜面は、湾曲している、第１態様から第８態様のいずれか１つの電子装置を提供する。
【００２５】
本開示技術の第１１態様は、部品、電極、導体および絶縁材を備える電子装置を製造する方法であって、
部品上に載置された電極の表面に沿うように、導体における第１の導体部を電極に接触させる工程と、
第１の導体部における互いに対向する２つの端縁にそれぞれ接続して電極から離れる方向へそれぞれ延びる、導体における２つの第２の導体部のそれぞれに、電極の中心を通る電極の表面に垂直な中心軸に向かう方向へ傾斜する傾斜面を形成する工程と、
第２の導体部に対して電極の中心軸とは反対側から絶縁材を接触させながら、導体および電極を封止する工程と、
部品、電極、導体、および絶縁材をケースに収容する工程と、を含み、
２つの第２の導体部の間には絶縁材が配置されない空間が規定される、電子装置の製造方法を提供する。
【００２６】
本開示技術の第１２態様は、ケースの熱膨張係数は、導体の熱膨張係数より小さく、かつ絶縁材の熱膨張係数より小さい、第１１態様の電子装置の製造方法を提供する。
【００２７】
本開示技術の第１３態様は、前記空間に、第１の導体部と接触する補助導体を設ける工程をさらに含む、第１１態様又は第１２態様の電子装置の製造方法を提供する。
【００２８】
本開示技術の第１４態様は、部品を支持する基板を準備する工程と、
基板を、第２の導体部における第１の導体部との接続箇所とは反対側の端部に接続して電極の中心軸から離れる方向に延びる、導体における第３の導体部と対向するように配置する工程とをさらに含み、
絶縁材で封止する工程では、基板と第３の導体部との間に絶縁材を配置する、第１１態様から第１３態様のいずれか１つの電子装置の製造方法を提供する。
【００２９】
本開示技術の第１５態様は、前記部品、前記電極、前記導体、前記絶縁材および前記基板で構成される少なくとも２つ構造体を、互いの前記第３の導体部が第４の導体部によって接続されるとともに、前記第４の導体部を基準として互いに対称に配置する工程をさらに含む、第１４態様の電子装置の製造方法を提供する。
【００３０】
本開示技術の第１６態様は、第１の導体部を電極に接触させる工程では、前記第１の導体部を複数の前記部品に接続させる、第１１態様から第１５態様のいずれか１つの電子装置の製造方法を提供する。
【００３１】
本開示技術の第１７態様は、導体を封止した絶縁材を硬化させる工程をさらに含む、第１１態様から第１６態様のいずれか１つの電子装置の製造方法を提供する。
【００３２】
以下、本開示技術の実施の形態１、２について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる電子装置１を図１に示す。実施の形態１では、電子装置１の一例として、パワー半導体素子を備える半導体装置としての電子装置１について説明する。図１に示す電子装置１は、パワー半導体素子１０と、導体側電極１１ａと、基板側電極１１ｂと、導体２０と、絶縁材３０と、基板４０と、ケース５０と、放熱板６０とを備える。電子装置１において、パワー半導体素子１０、導体側電極１１ａ、基板側電極１１ｂ、導体２０および基板４０がケース５０内で電気的に接続され、これらを絶縁材３０が封止している。なお、図１では、パワー半導体素子１０、導体側電極１１ａおよび基板側電極１１ｂなどで構成される構造体が横方向に３組並んだ構成を一例として図示する。
【００３４】
パワー半導体素子１０は、電子装置１における部品の一例である。パワー半導体素子には例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮなどで形成されたトランジスタ又はダイオードのベアチップ部品が含まれる。電子装置１における部品としては、パワー半導体素子に限らず、受動部品などであってもよい。受動部品には例えば、薄型の抵抗、コンデンサおよびインダクタなどが含まれる。あるいは、部品として、パワー半導体素子または受動部品だけでなく、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ又は各種センサなどの部品であってもよい。部品は、能動部品、機構部品などの電子部品であればどれでもよい。
【００３５】
導体側電極１１ａおよび基板側電極１１ｂはいずれも、パワー半導体素子１０に取り付けられた電極である。導体側電極１１ａは、パワー半導体素子１０の表面のうち、導体２０に近い側の表面（実施の形態１では上面）上に配置され、基板側電極１１ｂは、パワー半導体素子１０の表面のうち、基板４０に近い側の表面（実施の形態１では下面）上に配置されている。本実施の形態１では、パワー半導体素子１０の上面と下面のそれぞれに薄型長方形の平面電極が取り付けられたＭＯＳ―ＦＥＴを想定している。なお、図１では、導体側電極１１ａおよび基板側電極１１ｂのいずれも平面状に形成されているが、導体側電極１１ａおよび基板側電極１１ｂは概ね平坦な形状であってもよく、例えば、部分的に曲面形を有してもよい。
【００３６】
導体２０は、導体側電極１１ａと接続する導体であり、導体側電極１１ａを介してパワー半導体素子１０を外部と電気的に接続可能とする。導体２０は、第１の導体部２１と、第２の導体部２２と、第３の導体部２３と、第４の導体部２４と、第５の導体部２５とを備える。以下にこれらの構成について説明する。
【００３７】
第１の導体部２１は、導体側電極１１ａの表面に沿うように導体側電極１１ａの表面と平行な方向（実施の形態１では水平方向）に延びた導体部である。第１の導体部２１は、導体側電極１１ａの表面に接触する電極接触面２１ａを下面として含む。電極接触面２１ａは、導体側電極１１ａの表面の全体に接触するように配置されるとともに、水平方向において導体側電極１１ａの表面の周囲よりわずかに突出するように延びる。すなわち、電極接触面２１ａの表面積は、導体側電極１１ａの接触面の表面積よりもわずかに大きく設定されている。なお、実施の形態１では、電極接触面２１ａの表面積の方が導体側電極１１ａの表面積よりも大きい場合について説明したが、このような場合に限らず、電極接触面２１ａの表面積の方が導体側電極１１ａの表面積よりも小さくても、あるいは同じであってもよい。
【００３８】
第２の導体部２２は、第１の導体部２１の端縁から延びる導体部であり、図１に示すように、第１の導体部２１の水平方向の両端縁（対向する２つの端縁）から上方、すなわち導体側電極１１ａから離れる方向へ延びる。また、第２の導体部２２は内向きに凹状となるように湾曲している。具体的には、第２の導体部２２は、下側の傾斜面２２ａと、上側の傾斜面２２ｂとを備える。下側の傾斜面２２ａは、第１の導体部２１の端縁から、導体側電極１１ａの中心を通りかつ導体側電極１１ａの表面に垂直な中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する。上側の傾斜面２２ｂは、下側の傾斜面２２ａの傾斜方向とは逆方向へ傾斜する。また、第１の導体部２１の両端縁から延びて互いに対向する左右の第２の導体部２２の間には、絶縁材３０が配置されず、中空の中空空間２６が形成される。
【００３９】
第３の導体部２３は、第２の導体部２２から延びる導体部であり、図１に示すように、第２の導体部２２における第１の導体部２１との接続箇所とは異なる側の端部（図１では上側の端部）に接続して、導体側電極１１ａの中心軸Ｈから離れる方向に延びる。第３の導体部２３は、基板４０と対向するように配置され、導体側電極１１ａおよび基板４０の表面と平行な方向に延びる。図１に示すように、横方向に３組並んでいるパワー半導体素子１０などを含んだ構造体においては、隣合う構造体の間で第３の導体部２３が互いに接続されている。この接続によって、水平方向に並ぶ３つのパワー半導体素子１０の全てが導体側電極１１ａおよび導体２０を介して電気的に接続される。
【００４０】
第４の導体部２４は、第３の導体部２３に上から接するように配置された導体部であり、図１に示すように、電子装置１内の全ての第３の導体部２３に接するように配置される。第４の導体部２４は、ケース５０の内側上面に沿うように配置される。
【００４１】
第５の導体部２５は、導体２０を外部へ接続するための外部端子部であり、第４の導体部２４から上方に延びてケース５０の外部へ延出している。第５の導体部２５を第４の導体部２４へ接続する際には、圧力接触または溶接などによる接合により接続してもよい。
【００４２】
上述のように構成される導体２０は、銅板をニッケル又は金でめっき処理したものから形成されてもよい。あるいは、導体２０は、銅板を形状加工した後に第１の導体部２１にニッケル又は金でめっき処理することで形成されてもよい。めっき処理は、第１の導体部２１だけでなく、導体２０の他の部分（例えば、第３の導体部２３および第４の導体部２４）に施してもよい。また、導体２０は、板状の金属（特に、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、すず、バナジウムなど）、又はいずれかの金属を主材料とする合金、又はいずれかの金属でめっき処理されたもので形成されてもよい。
【００４３】
絶縁材３０は、パワー半導体素子１０、導体側電極１１ａ、基板側電極１１ｂおよび導体２０などを封止する絶縁性の封止材であり、電子装置１内に配置されている。図１に示すように、絶縁材３０は、パワー半導体素子１０、導体側電極１１ａ、基板側電極１１ｂ、導体２０および基板４０の全てを封止するようにケース５０内に配置されている。また、絶縁材３０は、導体２０のうち、第１の導体部２１、第２の導体部２２および第３の導体部２３に密着するように接している。実施の形態１では、絶縁材３０として、電気機器および電子装置に用いられるような絶縁性の樹脂（エポキシ樹脂など）、シリコーン又はゴムなどが用いられる。このような材料の中でも特に、弾性が強くかつ熱膨張係数の大きい材料を用いるようにしてもよい。実施の形態１では、絶縁材３０の材料として、導体２０よりも熱膨張係数の大きな材料を用いる。
【００４４】
上述した導体２０および絶縁材３０の関係について、図２Ａ、２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、電子装置１内の構成のうち、パワー半導体素子１０、導体側電極１１ａ、導体２０（第１の導体部２１、第２の導体部２２、第３の導体部２３）および絶縁材３０を抜き出した図であり、図２Ｂは、図２Ａにおいて導体２０を省略した図である。図２Ｂに示すように、絶縁材３０は、絶縁材３０の上面から導体側電極１１ａの表面まで連通した開口部３１を有する。開口部３１は、導体２０のうちの第１の導体部２１と第２の導体部２２が配置されるように開口している。開口部３１の断面形状は、上下方向の中央部にいくほど幅が狭くなるテーパ形状である。具体的には、開口部３１の横方向幅に関して、上下方向の端部における幅Ｗｏが最も大きく、中央部における幅Ｗｓが最も小さい。図２Ａに示すように、第１の導体部２１は、開口部３１の底部に配置され、第２の導体部２２は、開口部３１の湾曲状の側部に配置され、第３の導体部２３は、絶縁材３０の上面に沿うように配置される。
【００４５】
なお、電子装置１内において絶縁材３０が配置される場所は、図１に示すように、第２の導体部２２と第３の導体部２３と基板４０などにより囲まれた領域である。
【００４６】
図１に戻ると、基板４０は、パワー半導体素子１０を支持するとともにパワー半導体素子１０に電気的に接続される基板の一例として用いられている。本実施の形態１における基板４０は、絶縁層４１と、導電性の配線パターン４２とを備える。基板４０において、絶縁層４１上に配線パターン４２が形成されている。絶縁層４１は、ケース５０内側底面上に配置された板状の絶縁層であり、樹脂およびセラミックなどの絶縁性材料で形成されている。絶縁層４１がケース５０内側底面と接するように、基板４０はケース５０内に配置される。配線パターン４２は、銅およびニッケルなどの導体によって形成されるか、あるいは、銅をニッケル、金等の金属でめっき処理することで形成されてもよい。配線パターン４２上には、基板側電極１１ｂが接触することにより、基板４０とパワー半導体素子１０が電気的に接続されている。図１では、基板側電極１１ｂと配線パターン４２が接合されている場合について示すが、このような場合に限らず例えば、圧力により接触を維持している、あるいは後述するように、間に導電性緩衝材を挟んで接触を維持してもよい（図１３参照）。図１では図示していないが、配線パターン４２上に、パワー半導体素子１０の位置を固定するための絶縁材で形成されたレジストが配置されてもよい。なお、基板４０は、電気回路を構成するためにパターンが施され、部品と接続する導体をもち、この導体と絶縁材が接合し一体となっている回路基板、もしくは導体のみ（リードフレーム）の構造体である。実施の形態１では、基板４０として、導体と絶縁材が接合し一体になっている回路基板を用いる。
【００４７】
ケース５０は、上述したパワー半導体素子１０、導体側電極１１ａ、基板側電極１１ｂ、導体２０、絶縁材３０および基板４０を収める部材である。ケース５０の内側上面には導体２０（第４の導体部２４）が接し、ケース５０の内側底面には基板４０が接し、ケース５０の内側側面には絶縁材３０が接するように配置されている。実施の形態１におけるケース５０は、絶縁性で熱膨張が小さく、かつ強度が強い素材（例えば、セラミックまたは樹脂など）で形成されている。ケース５０には、後述するように絶縁材３０および導体２０の膨張による力が内部から付与されるが、その力に耐えられる強度を有する材料を用いる。
【００４８】
ケース５０の上面には、導体２０の第５の導体部２５を通すための開口が形成されている。図１では、第５の導体部２５をケース５０の上面から上方向に通過させる場合について図示したが、このような場合に限らず、ケース５０の側面から横方向に第５の導体部２５を通過させる開口を有してもよい。
【００４９】
放熱板６０は、ケース５０内の熱を、ケース５０を介して外部に放熱するための板である。図１に示すように、放熱板６０は、主な発熱源であるパワー半導体素子１０および電極が位置されるケース５０の下側に取り付けられている。なお、実施の形態１では、図１に示すように、複数の板で構成される放熱板６０を用いたが、このような場合に限らず例えば、空冷装置または水冷装置などの放熱装置を用いてもよい。また、放熱板６０の代わりに、ケース５０の内部に配管を通して、配管中に水を流すことによりケース５０内部を水冷してもよい。あるいは、ケース５０に一体的な放熱板６０または冷却機構を用いてもよい。
【００５０】
上述のように構成された電子装置１の動作時の作用について、以下に説明する。
【００５１】
図１に示す電子装置１が動作すると、主にパワー半導体素子１０および導体２０に電流が流れて、それらの温度が上昇することにより、電子装置１内部の温度が全体的に上昇する（例えば、２５℃から１２５℃へ）。電子装置１内部の温度の上昇により、絶縁材３０および導体２０などの各部材が膨張する。この膨張時における各部材の応力の関係を図３に示す。
【００５２】
図３に示すように、ケース５０の内側上面および内側底面は、膨張した絶縁材３０による応力を受ける（矢印Ａ１）。これに対して、ケース５０から導体２０および基板４０に対して反力が生じる（矢印Ａ２）。このような応力および反力が生じても、ケース５０は剛体で形成されているため、その近傍にある絶縁材３０は変形しにくくなっている。
【００５３】
言い換えれば、導体２０が絶縁材３０から膨張による応力を受け、ケース５０は導体２０を介して絶縁材３０から応力を受ける。ケース５０は剛体なので、応力による破損および変形をしにくい。また、ケース５０から導体２０へ、および、導体２０を介して絶縁材３０へ反力が働く。導体２０は、応力と反力の均衡が取れる位置へ変位する。弾性のある絶縁材３０は反力によって収縮するため、変形が少なく力の均衡が保たれる。
【００５４】
一方で、絶縁材３０と第２の導体部２２が接触する箇所においては、絶縁材３０から第２の導体部２２に対して応力がかかる。具体的には、第２の導体部２２における上下方向の中央部では、略水平方向に向かう応力がかかる（矢印Ｂ１）。一方で、第２の導体部２２における下側の傾斜面２２ａおよび上側の傾斜面２２ｂに対しては、それぞれ斜め下方および斜め上方に向かう応力がかかる（矢印Ｂ２、矢印Ｂ３）。ここで、互いに対向している第２の導体部２２同士の間の領域には、中空空間２６が形成されており、第２の導体部２２が変形しやすい構成となっている。このような構成において、第２の導体部２２にかかる応力のうち、特に絶縁材３０から第２の導体部２２の下側の傾斜面２２ａに対してかかる斜め下方の応力（矢印Ｂ２）は、導体２０を導体側電極１１ａに向かって押圧する力（矢印Ｄ）となる。
【００５５】
このように、実施の形態１における電子装置１では、導体２０の第２の導体部２２は、電極（導体側電極１１ａ）の中心を通る電極の表面に垂直な中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する傾斜面２２ａを含む。また、導体２０および電極を封止する絶縁材３０は、第２の導体部２２に対して電極の中心を通る中心軸Ｈとは反対側から接触している。このような構成によれば、電子装置１の動作時において電子装置１内が高温となったときに、絶縁材３０が膨張すると、絶縁材３０から第２の導体部２２に対して電極へ向かう方向の力が付与される。これにより、導体２０と電極との接触強度が増加する。よって、電子装置１の温度にかかわらず、導体２０と電極との接触状態を保つことができるため、電子装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、実施の形態１における電子装置１では、第２の導体部２２は、第１の導体部２１の対向する２つの端縁から延びた部分がそれぞれ傾斜面を有するように形成されており、その間には絶縁材３０が配置されない空間（中空空間２６）が形成される。このような構成によれば、第２の導体部２２の間には絶縁材３０が配置されないことにより、電子装置１内の高温時において、膨張した絶縁材３０によって第２の導体部２２が押されて変形するための空間を確保することができる。これにより、導体２０と電極との接触強度を増加して、電子装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また、実施の形態１における電子装置１は、部品（パワー半導体素子１０）に電気的に接続されて、部品を支持する基板４０を備え、導体２０は、第２の導体部２２における第１の導体部２１との接続箇所とは反対側の端部に接続して電極の中心軸Ｈとは離れる方向に延びるとともに基板４０に対向するように配置された第３の導体部２３を備える。また、絶縁材３０は、基板４０と第３の導体部２３との間に配置される。このような構成によれば、絶縁材３０を挟むように基板４０と第３の導体部２３が配置されていることで、電子装置１の動作時において電子装置１内が高温となったときに、絶縁材３０から第２の導体部２２へより確実に力を付与することができる。また、絶縁材３０から基板４０へ膨張による応力が働き、基板４０がケース５０へ密着することで、放熱性が改善される。同様に、この応力により第３の導体部２３と第４の導体部２４が密着し、電子装置１の信頼性が向上する。また、絶縁材３０の横方向の膨張により、絶縁材３０から第２の導体部２２へ応力が付与される。
【００５８】
また、実施の形態１における電子装置１では、絶縁材３０の熱膨張係数は、導体２０の熱膨張係数よりも大きい。これにより、電子装置１内の高温時において、膨張後の第２の導体部２２の寸法よりも絶縁材３０の寸法が大きくなるため、絶縁材３０から第２の導体部２２へ応力が働き、導体２０と電極との接触強度を増加して、電子装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
また、実施の形態１における電子装置１では、電極および第１の導体部２１は、電極における第１の導体部２１と対向する面の全面で接触している。このような構成によれば、導体２０と電極との接触強度を増加して、電子装置１の信頼性を向上させることができる。また、放熱性および電流容量を増加させることもできる。なお、実施の形態１のように、電極および第１の導体部２１が、電極（導体側電極１１ａ）における第１の導体部２１と接触する面の全面で接触する場合に限らず、電極における第１の導体部２１と対向する面において、第１の導体部２１と接触する部分の面積の割合が５０％以上であってもよい。このような場合であっても、導体２０と電極の接触強度を増加して、電子装置１の信頼性を向上させることができる。このような場合において、電極および第１の導体２１のうち、互いに接触する面におけるそれぞれの表面積が同じであれば、導体２０と電極の接触強度をより増加させることができる。また、接触面積が大きいことで電流容量が増え、確実に電気接続する効果がある。
【００６０】
以上、電子装置１の動作時における作用について説明したが、絶縁材３０と導体２０について、熱膨張係数および厚み、幅、長さなどの寸法は、絶縁材３０から導体２０へ応力が働くときに、その応力で破損しない安全値以下となるように設定すればよい。
【００６１】
導体２０の寸法は、導体側電極１１ａへかかる電圧および電流の値によって最小寸法が決まる。電子装置１の最大定格電流およびサージ電流の最大値などから導体２０の必要最小断面積を算出する。ただし、導体２０の厚みについては、導体２０と絶縁材３０の熱膨張係数差またはヤング率を考慮して、適切な厚みに設定してもよい。
【００６２】
なお、絶縁材３０から第２の導体部２２に対して導体側電極１１ａに向かう方向への応力をかけるためには、絶縁材３０が第２の導体部２２の傾斜面のうち、電極の中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する傾斜面２２ａに密着している部分があればよい。密着面について、導体側電極１１ａの方向へ力がかかるように、傾斜面２２ａの傾斜面積または傾斜角度あるいは絶縁材３０の厚さなどを調整することによって、絶縁材３０と第２の導体部２２との接触強度を向上させることができる。
【００６３】
また、絶縁材３０の材料を選定する際には、熱膨張係数に加えて、ヤング率、特に圧縮強さがある程度小さいものにしてもよい。また、熱膨張係数差によって、絶縁材３０は導体２０よりも膨張するが、絶縁材３０の圧縮可能な範囲内、特に長時間に及ぶ加圧によって劣化又は破損しない安全値の範囲内の材料を選定してもよい。これにより、絶縁材３０の膨張による圧力が大きすぎて、絶縁材３０が圧縮限界を超えたために変形したり、導体２０へ過剰な力がかかることを防止することができる。あるいは、第１の導体部２１からの押力が過剰となり、パワー半導体素子１０が破損することを防止することができる。
【００６４】
一例としては、導体側電極１１ａが１０ｍｍ角の場合、導体２０を厚み０．５ｍｍで幅１２ｍｍの銅板から形成してもよい。このような銅板を用いて、第１の導体部２１を１２ｍｍ角としてもよい。
【００６５】
また、絶縁材３０の熱膨張係数は、導体２０の材料である銅の熱膨張係数１６Ｅ−６より大きくすればよい。ほとんどの樹脂の熱膨張係数は１６Ｅ−６以上であるが、電子機器で広く使われているエポキシ樹脂または高電圧耐電のゴムシート、あるいは銅の１０倍以上の熱膨張係数を有して膨張しやすいシリコーンゴムなどを絶縁材３０の材料として用いてもよい。
【００６６】
次に、上述した電子装置１の製造方法について、図４Ａ−４Ｄおよび図５Ａ−５Ｄを用いて説明する。図４Ａ、５Ａは、それぞれ電子装置１の製造方法のフローチャートを示し、図４Ｂ−４Ｄおよび図５Ｂ−５Ｄは、それぞれ図４Ａ、５Ａのフローチャートに沿って行われる製造方法を説明する断面図を示す。
【００６７】
（製造方法１）
図４Ｂに示すように、最初に、導体２０と絶縁材３０とを準備する（ステップＳ１）。具体的には、導体２０としては、図１に示した導体２０のうち、第１の導体部２１、第２の導体部２２および第３の導体部２３を準備する。絶縁材３０としては、導体２０を通過させるための開口部３１を有して形状が変形可能な絶縁材３０を準備する。当該製造方法１では、導体２０の材料として銅板を用いて、所望の形状へ切り出し、曲げるなどの加工を行って、導体２０を作成する。また、絶縁材３０の材料として板状の絶縁ゴムを用いて、開口部３１を形成する。
【００６８】
次に、絶縁材３０の開口部３１に導体２０を通過させる（ステップＳ２）。具体的には、図４Ｂに示すように、絶縁材３０の開口部３１に向かって導体２０を一体的に下方に移動させる（矢印Ａ）。その後、図４Ｃに示すように、導体２０の第１の導体部２１が開口部３１を過ぎたところで止める。なお、絶縁材３０は弾性をもつ、形状の変形が可能な材料で作られているので、第１の導体部２１が絶縁材３０の開口寸法よりも大きくても開口部３１を通過させることができる。
【００６９】
次に、導体２０にパワー半導体素子１０を接続する（ステップＳ３）。具体的には、図４Ｃに示すように、導体２０の第１の導体部２１の下面（電極接触面２１ａ）にパワー半導体素子１０の導体側電極１１ａ（図示省略）の表面を接触させて密着させることにより（矢印Ｂ）、導体２０とパワー半導体素子１０とを電気的に接続する。
【００７０】
次に、導体２０と絶縁材３０とを合わせる（ステップＳ４）。具体的には、図４Ｃに示すように、導体２０の第２の導体部２２が絶縁材３０に沿うように、第３の導体部２３を横方向に広げながら（矢印Ｃ）、導体２０およびパワー半導体素子１０を開口部３１の中に引き戻す。絶縁材３０は、形状の変形可能な物質を用いているため、第２の導体部２２および第３の導体部２３の広がりに伴って、絶縁材３０も第２の導体部２２の形状に沿って形状を変化させる。すなわち、絶縁材３０が形状を変化するときに、導体２０も形状を整え、傾斜面（２２ａ、２２ｂ）を成形する。最終的には、図４Ｄに示すように、導体２０のうち、第２の導体部２２および第３の導体部２３が絶縁材３０と密着した状態に保持される。
【００７１】
次に、パワー半導体素子１０を基板４０に接続する（ステップＳ５）。具体的には、パワー半導体素子１０の下側にある基板側電極１１ｂ（図示省略）に接触するように基板４０を開口部３１へ向けて押し込んで、基板側電極１１ｂに配線パターン４２を密着させて、電気的に接続する（図１参照）。あるいは、パワー半導体素子１０と第１の導体部２１を接触させたときに基板４０も基板側電極１１ｂと接触させてから、パワー半導体素子１０を導体２０と基板４０で挟んだ状態で、導体２０を開口部３１へ押し戻しても構わない。なお、本ステップＳ５以降のステップは、図１と同じ電子装置１を製造するように実施されるため、図示を省略している。
【００７２】
次に、各部材をケース５０内に収容する（ステップＳ６）。具体的には、上述したパワー半導体素子１０、電極、導体２０および絶縁材３０をケース５０内に入れるとともに、導体２０の第５の導体部２５をケース５０の上面の開口から外側に通過させて、ケース５０内を密封する。このとき、第３の導体部２３と第４の導体部２４を接触させた状態でケース５０内の構成部材を組み立てた後に、これらの構成部材をまとめてケース５０に入れる。
【００７３】
以上、ステップＳ１−Ｓ６の実施により、図１に示した電子装置１を製造することができる。
【００７４】
（製造方法２）
次に、図５Ａ−５Ｄを用いて、図４Ａ−４Ｄの製造方法とは異なる電子装置１の製造方法について説明する。当該製造方法２では導体２０の材料として銅板を用い、絶縁材３０の材料として熱硬化性の液状樹脂を用いる。
【００７５】
図５Ｂに示すように、最初に、パワー半導体素子１０、導体２０および基板４０を準備する（ステップＳ１１）。具体的には、図１に示したものと同じパワー半導体素子１０、導体２０（第１の導体部２１、第２の導体部２２および第３の導体部２３）および基板４０を準備し、図５Ｂに示すように、導体２０、パワー半導体素子１０、基板４０を上から順に並べる。
【００７６】
次に、導体２０、パワー半導体素子１０および基板４０を接続する（ステップＳ１２）。具体的には、図５Ｃに示すように、導体２０、パワー半導体素子１０および基板４０を順に重ねて互いに接触させるとともに、その状態にて密着させることで、互いに電気的に接続する。
【００７７】
次に、各部材をケース５０内に収容する（ステップＳ１３）。具体的には、ステップＳ１２で密着させた導体２０、パワー半導体素子１０および基板４０を図１に示したケース５０の中に収容する（図５Ｃでは図示省略）。
【００７８】
次に、絶縁材３０による封止を行う（ステップＳ１４）。具体的には、図５Ｄに示すように、ケース５０内に収容した状態において（図示省略）、導体２０の第３の導体部２３と基板４０との間に絶縁材３０を配置し、パワー半導体素子１０などを封止する。
【００７９】
当該製造方法２では、絶縁材３０として、液体の熱硬化性樹脂を用いている。よって、図５Ｄに示すように、パワー半導体素子１０などを封止した状態で絶縁材３０を加熱することにより、絶縁材３０を硬化させる（ステップＳ１５）。
【００８０】
なお、当該製造方法２では、絶縁材３０として液体の熱硬化性樹脂を用いるとともに加熱により硬化させる場合について説明したが、このような場合に限らず、絶縁材３０による封止の方法は他の方法であってもよい。例えば、加熱以外にも紫外線照射または硬化剤などにより、絶縁材３０を硬化させてもよい。また、金型成型または圧縮成型などを行う場合には、絶縁材３０を最後に硬化させない場合であってもよい。さらには、熱可塑性樹脂を利用した成形方法または、ポッティング、滴下などの成形方法により、絶縁材３０の封止を行ってもよい。このように、絶縁材３０による封止の方法は任意の方法であってもよく、絶縁材３０の扱い方によって、効率よく製造できるように工程または順番を変えてよい。図５Ｄに示す例では、絶縁材３０は、第２の導体部２２および第３の導体部２３に密着するように充填されるが、このような場合に限らず、絶縁材３０の中に空間が形成される、あるいは他の部材との間に隙間が形成される場合であってもよい。
【００８１】
以上、ステップＳ１１−Ｓ１５の実施により、図１に示した電子装置１を製造することができる。
【００８２】
なお、当該製造方法１、２の両方において、ケース５０内に基板４０、導体２０、パワー半導体素子１０を収納し、各部材を押圧接触させた状態にて、形状の変形可能な絶縁材３０を配置している。
【００８３】
上述のように、図４Ａ−４Ｄ、図５Ａ−５Ｄに示す製造方法１、２のいずれにおいても、部品（パワー半導体素子１０）上に載置された電極（導体側電極１１ａ）の表面に沿うように、導体２０における第１の導体部２１を電極に接触させる工程（ステップＳ３、Ｓ１２）と、第１の導体部２１の端縁に接続して電極から離れる方向へ延びる第２の導体部２２に、電極の中心を通る電極の表面に垂直な中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する傾斜面２２ａを形成する工程（ステップＳ４、Ｓ１１）と、第２の導体部２２に対して電極の中心軸Ｈとは反対側から絶縁材３０を接触させながら、導体２０および電極を封止する工程（ステップＳ４、Ｓ１４）と、を含む。このようにして製造された電子装置１では、上述したように、導体２０の第２の導体部２２は、電極の中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する傾斜面２２ａを含むため、電子装置１の温度にかかわらず、導体２０と電極との接触状態を保つことができるため、電子装置１の信頼性を向上させることができる。
【００８４】
なお、図４Ｂ−４Ｄ、図５Ｂ−５Ｄに示す製造方法において、同様の電子装置１を製造できる範囲にてステップの順序を入れ替えてもよい。例えば、製造方法１において、ステップＳ３とステップＳ４の順序を入れ変えてもよい。また、対向する第２の導体部２２の間に絶縁材３０を配置しないために（中空空間２６を形成するために）、工程を追加または変更してもよく、あるいは、絶縁材３０の材料として固体または液体を用いてもよい。
【００８５】
なお、図４Ｂ−４Ｄ、図５Ｂ−５Ｄに示す製造方法以外の方法を用いて、同じ電子装置１を製造してもよい。また、図４Ｂ−４Ｄ、図５Ｂ−５Ｄでは、１つのパワー半導体素子１０のみに適用する製造方法について説明したが、このような場合に限らず、複数のパワー半導体素子１０に対して同時に同製造方法を適用してもよい。
【００８６】
例えば、図６に示すように、図１に示す導体２０と同じ断面形状を有してその断面に垂直な方向に長く伸びた導体２０を用いることで、複数のパワー半導体素子１０に対して同時に導体２０を接続可能である。図６に示す導体２０は、第１の導体部２１が複数のパワー半導体素子１０に接続するようにパワー半導体素子１０の配列方向に沿って延びている。
【００８７】
次に、実施の形態１における電子装置１の変形例１−７について、以下に説明する。
【００８８】
図７−１３に、実施の形態１の変形例１−７における電子装置１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１をそれぞれ示す。図７−１１に示す変形例１−５では、実施の形態１と比較して、導体（および絶縁材３０）の形状が主に異なる。図１２に示す変形例６では、実施の形態１と比較して、導体６２０に加えて補助導体６２５を備える点が異なる。図１３に示す変形例７では、実施の形態１と比較して、導体側電極１１ａと第１の導体部２１の間に導電性緩衝材７０を備える点が異なる。その他の構成については実施の形態１と共通するため、説明を省略する。
【００８９】
（変形例１）
図７に示す電子装置１０１では、導体１２０の第２の導体部１２２は、平坦部１２２ａと、湾曲部１２２ｂとを備えている。平坦部１２２ａは、第１の導体部２１の左右端縁から上方に平坦に延びるとともに中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜した傾斜面を構成している。湾曲部１２２ｂは、平坦部１２２ａの上側端部から第３の導体部２３まで湾曲して延びている。電子装置１０１では、平坦部１２２ａの断面長さが長いため、絶縁材３０から平坦部１２２ａに対して導体側電極１１ａに向かう方向へかかる応力が増大し、電子装置１０１の動作時における信頼性をより向上させることができる。
【００９０】
（変形例２）
図８に示す電子装置２０１では、導体２２０の第２の導体部２２２は、第１の平坦部２２２ａと、第２の平坦部２２２ｂとを備えている。第１の平坦部２２２ａは、第１の導体部２１の左右端縁から上方に平坦に延びるとともに中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜した傾斜面を構成している。第２の平坦部２２２ｂは、第１の平坦部２２２ａの上側端部から第３の導体部２３まで垂直方向に平坦に延びている。このように、変形例２の電子装置２０１では、第２の導体部２２２を２つの平坦部により構成しているため、電子装置２０１をより簡単に製造することができる。すなわち、絶縁材３０の上下方向の膨張による応力が、第２の平坦部２２２ｂにはかからず、第１の平坦部２２２ａにのみかかるので、動作時における信頼性をより向上させることができる。
【００９１】
（変形例３）
図９に示す電子装置３０１では、導体３２０の第２の導体部３２２は、第１の平坦部３２２ａと、第２の平坦部３２２ｂとを備えている。第１の平坦部３２２ａは、第１の導体部２１の左右端縁から上方に平坦に延びるととともに中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜した傾斜面を構成している。第２の平坦部３２２ｂは、第１の平坦部３２２ａの上側端部から第３の導体部２３まで平坦に延びるとともに中心軸Ｈから離れる方向へ傾斜した傾斜面を構成している。変形例２と同様に、変形例３の電子装置３０１では、第２の導体部３２２を２つの平坦部により構成しているため、電子装置３０１をより簡単に製造することができる。
【００９２】
（変形例４）
図１０に示す電子装置４０１では、導体４２０が大略Ｓ字状の形状を有する。具体的には、導体４２０の第２の導体部４２２は、第１の湾曲部４２２ａと、平坦部４２２ｂと、第２の湾曲部４２２ｃとを備える。第１の湾曲部４２２ａは、第１の導体部２１の端縁から上方に湾曲しながら延びるとともに、中心軸Ｈから離れる方向に傾斜する傾斜面と中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜した傾斜面を有している。平坦部４２２ｂは、第１の湾曲部４２２ａの端部から第１の導体部２１に平行に延びている。第２の湾曲部４２２ｃは、平坦部４２２ｂの端部から上方に湾曲しながら第３の導体部２３まで延びている。このような構成によれば、実施の形態１および他の変形例のように第２の導体部２２が中心軸Ｈを基準として対称に配置されていなくても、部品動作時の高温環境下において、導体４２０から導体側電極１１ａへ付与される応力を増加させることができる。さらに、導体４２０を１枚の板から作成することができるため、導体４２０の加工にかかる工数および導体４２０における導体同士の接合箇所などを低減することができる。
【００９３】
（変形例５）
図１１に示す電子装置５０１では、導体５２０の形状は、実施の形態１の導体２０と概ね同じであるが、幅方向の厚みのみが異なる。具体的には、実施の形態１では導体２０の幅方向の厚みが均一であったのに対して、変形例５では導体５２０の幅方向の厚みは不均一である。より具体的には、第２の導体部５２２の厚みを第１の導体部２１および第３の導体部２３の厚みよりも小さくしている。このように、変形例５の電子装置５０１では、膨張時に変形する第２の導体部５２２の厚みを、導体側電極１１ａと接触する第１の導体部２１の厚みよりも小さくすることにより、第１の導体部２１における接触強度を確保しながら、第２の導体部５２２をより変形しやすくすることができる。
【００９４】
（変形例６）
図１２に示すように、変形例６における電子装置６０１は、導体６２０に加えて補助導体６２５を備える。補助導体６２５は、導体６２０の対向する第２の導体部６２２ｃ、６２２ｄの間において第１の導体部２１と接触するように延びている。具体的には、補助導体６２５は、第２の導体部６２２ｃ、６２２ｄの内側側壁の中央部に接触しながら下方に突出するように湾曲し、その湾曲の頂点にて第１の導体部２１に接触している。このような構成によれば、導体６２０の第１の導体部２１において、第２の導体部６２２ｃ、６２２ｄが接続される２つの端縁の間における中央部に補助導体６２５が接触する。このように、導体６２０に加えて補助導体６２５を設けることにより、電子装置６０１内の電流容量を増加させることができる。さらに、変形例６における電子装置６０１では、補助導体６２５の厚みを導体６２０の厚みよりも大きく設定している。これにより、電流の増加が主な目的である補助導体６２５の電流容量をより増加させることができる。
【００９５】
（変形例７）
図１３に示す電子装置７０１は、導体側電極１１ａと導体７２０の第１の導体部２１の間に導電性緩衝材７０を備える。導電性緩衝材７０は、導電性シリコーンゴムまたは金属製のスポンジ状のクッション材など、導電性と弾性を有する材料で形成される。このような導電性緩衝材７０を用いることにより、導体側電極１１ａと第１の導体部２１との電気的接続を確保しつつ、導体側電極１１ａと第１の導体部２１の間における密着性を向上させるとともに、圧接における過剰な圧力を緩和することができる。よって、電子装置７０１の信頼性を向上させることができる。
【００９６】
図７−１３に示すように、変形例１−７の電子装置１０１−７０１における導体１２０−７２０の第２の導体部１２２−７２２は、電極（導体側電極１１ａ）の中心軸Ｈに向かう方向へ傾斜する傾斜面を含む。また、導体１２０−７２０および電極を封止する絶縁材３０は、第２の導体部１２２−７２２に対して電極の中心軸Ｈとは反対側から接触している。このような構成によれば、動作時において電子装置１０１−７０１内が高温となったときに、絶縁材３０が膨張すると、絶縁材３０から第２の導体部１２２−７２２に対して電極へ向かう方向の力が付与される。これにより、導体１２０−７２０と電極との接触強度が増加する。よって、電子装置１０１−７０１の温度にかかわらず、導体１２０−７２０と電極との接触状態を保つことができるため、電子装置１０１−７０１の信頼性を向上させることができる。
【００９７】
（実施の形態２）
図１４は、本開示技術の実施の形態２における電子装置８０１の断面図である。本実施の形態２の電子装置８０１は、実施の形態１の電子装置１において、補助導体８２５を加えたケース５０内の構成を、上下方向に１組ずつ対称的に配置した構成を有する。図１４では、これらの構成を横方向に３組設けた例を図示する。
【００９８】
図１４に示すように、実施の形態２では、パワー半導体素子８１０、導体側電極（図示せず）、導体８２０、補助導体８２５、絶縁材８３０および基板８４０を、互いの導体８２０および補助導体８２５同士が対向するように対称形に配置する。対向するように配置された導体８２０は、水平方向に延びた導体である第４の導体部８２４を介して電気的に接続されている。なお、図１４では、導体側電極だけでなく、もう一方の基板側電極の図示も省略する。実施の形態２における基板８４０は、板状のものをパターン形状にカットされたリードフレームである。
【００９９】
上述した電子装置８０１の構成について、下側に配置されたパワー半導体素子８１０、導体側電極、導体８２０、絶縁材８３０および基板８４０により、実施の形態１の対応する構成と同様の構成を有して、上下方向の向きも同じである第１の構造体８９０ａが構成される。また、上側に配置されたパワー半導体素子８１０、導体側電極、導体８２０、絶縁材８３０および基板８４０により、実施の形態１の対応する構成と同様の構成を有して、上下方向の向きが逆向きである第２の構造体８９０ｂが構成される。図１４の電子装置８０１では、第１の構造体８９０ａおよび第２の構造体８９０ｂが、互いの第３の導体部８２３が共通の第４の導体部８２４によって接続されるとともに、第４の導体部８２４を基準として対称形となるように配置されている。
【０１００】
このように、電子装置８０１の内部の構造体８９０ａ、８９０ｂを上下に対称的な形状とすることで、電子装置８０１内での応力の発生をより均等にすることができ（図中の矢印Ｅ）、電子装置８０１の信頼性を向上させることができる。すなわち、絶縁材８３０の熱膨張による応力により、上下の導体８２０が第４の導体部８２４へ密着するが、第４の導体部８２４を挟んで対称に配置されているため、応力が打ち消し合う。これにより、構造体８９０ａ、８９０ｂ内での応力による変位・変形が低減される。
【０１０１】
また、パワー半導体素子８１０と基板８４０とケース８５０と放熱板８６０が上下方向に重なって接している、接続している、もしくは密着していることで、パワー半導体素子８１０から放熱板８６０への経路が短くなる。これにより、パワー半導体素子８１０からの発熱を放熱板８６０へより伝えやすくなり、放熱性を向上させることができる。
【０１０２】
また、導体８２０と接する補助導体８２５は、導体８２０の特に電気配線としての効果を補助する。また、補助導体８２５の材料を導体８２０と同じ材料で構成すれば、生産コストを低減して生産の効率化を図ることができる。ただし、導体８２０と補助導体８２５で、材料または厚みが異なっても構わない。
【０１０３】
以上、上述の実施の形態１、２を挙げて本開示技術を説明したが、本開示技術は上述の実施の形態１、２に限定されない。
【０１０４】
なお、前記様々な実施の形態および変形例のうちの任意のものを適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本開示技術にかかる電子装置およびその製造方法は、その特徴を利用して高温になる電源装置などの電子機器に搭載することができる。特にパワー半導体素子を用いて、はんだレス接続をする小型高密度高耐熱のパワーモジュールまたは電源装置を構築することができる。また、これに限らず様々な端子構造および基板などの接続構造にも用いられる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    電子装置
１０  パワー半導体素子
１１ａ  導体側電極
１１ｂ  基板側電極
２０  導体
２１  第１の導体部
２２  第２の導体部
２３  第３の導体部
２４  第４の導体部
２５  第５の導体部
３０  絶縁材
４０  基板
５０  ケース
６０  放熱板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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