(57)【要約】【課題】バスバ電極を積層構造とすることにより、バスバ電極を高強度でコンパクトに形成し、寄生インダクタンスを低減できるようにする。【解決手段】複数の高電圧側バスバ電極１６、低電圧側バスバ電極１７及び絶縁層１８を積層して積層バスバ電極１５を形成し、これらをパワーモジュール１２から電極引出孔３を介してハウジング２の外部に引出す。また、電極引出孔３と被覆材１９との間にシール部材２０を設ける。これにより、積層バスバ電極１５を板ばね状の弾性体として形成でき、電極１５に外力が加わる場合でも、この外力を緩衝、吸収して耐久性を高めることができる。また、積層バスバ電極１５全体としての電流経路を各バスバ電極１６，１７によって幅広に形成できるから、これらの寄生インダクタンスを低減でき、インバータ回路１３をサージ電圧等から保護することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載された電子回路ユニットと、該電子回路ユニットを外部の電源と接続するバスバ電極とからなる半導体装置において、
前記バスバ電極は、導電性材料により板状に形成され前記電源の高電圧側に接続される複数の高電圧側バスバ電極と、導電性材料により板状に形成され前記電源の低電圧側に接続される複数の低電圧側バスバ電極とを絶縁層を介して積層する構成としたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記電子回路ユニットは電気機械のハウジング内に配置して前記バスバ電極をハウジングの外部に引出す構成とし、前記バスバ電極には、前記各高電圧側バスバ電極と各低電圧側バスバ電極とを覆った状態で前記ハウジングの外部に引出される筒状の被覆材と、該被覆材と前記ハウジングとの間をシールするシール部材とを設けてなる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の高電圧側バスバ電極と複数の低電圧側バスバ電極とは絶縁層を介して交互に積層する構成としてなる請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記複数の高電圧側バスバ電極と複数の低電圧側バスバ電極とは絶縁層を介して積層された複数の金属板からなり、該各金属板のうち積層方向の中間位置の金属板を大きな幅寸法に形成し、前記中間位置から積層方向に離間した金属板を前記中間位置の金属板よりも小さな幅寸法に形成してなる請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記バスバ電極は絶縁層を介して積層された複数の金属板を蛇腹状に折返して前記金属板の各部位を重ね合わせることにより形成してなる請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電子回路ユニットは前記半導体素子により直流電源を交流に変換して出力するインバータ回路を構成してなる請求項１，２，３，４または５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパワートランジスタ等が搭載された大電力型の電子回路ユニットを外部の電源に接続するのに好適に用いられる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置としては、例えばトランジスタ等の半導体素子が搭載され、比較的大きな電流を通電する構成としたパワーモジュール等が知られている（例えば、特開平７−８６４５３号公報等）。
【０００３】
この種の従来技術によるパワーモジュールは、例えば直流電源を交流に変換するインバータ装置として用いられることがあり、このようなインバータ装置は、金属板等により形成されたバスバ電極を介して電源と接続されるものである。
【０００４】
この場合、インバータ装置の作動時には、半導体素子のスイッチング動作に応じてバスバ電極に通電される電流の方向や大きさが過渡的に大きく変化するため、インバータの回路には、バスバ電極に存在する寄生インダクタンス等に応じてサージ電圧が発生し易い。
【０００５】
このため、従来技術では、例えばバスバ電極となる金属板を電流の方向に対して短尺に形成しつつ、電流と直交する方向に対して可能な限り幅広に形成することにより、その寄生インダクタンス等を低減し、半導体素子をサージ電圧等から保護する構成としている。
【０００６】
また、インバータ装置は、例えば電動モータ等を駆動するために各種の電気機械に搭載されたり、自動車等の車両に搭載されることがある。この場合、バスバ電極は、一端側がインバータ装置の電子回路ユニット等に取付けられる。また、バスバ電極の他端側は、例えば電気機械のハウジングや自動車の車体等に固定された導体と連結され、この導体等を介して電源側に接続されることが多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、例えば金属板等からなるバスバ電極を用いてインバータ装置を外部の電源と接続する構成としている。しかし、インバータ装置の電子回路ユニット、バスバ電極等には、例えば電気機械や車体側に生じる振動、衝撃等が加わることがあり、特にバスバ電極と外部の導体との連結部位には、これらの外力によって大きな応力が加わり易い。
【０００８】
このため、従来技術では、インバータ装置を長期間にわたって使用するうちに、バスバ電極の連結部位等が応力集中によって損傷したり、この連結部位から装置内に応力が伝わることによって内部の回路等が接続不良となることがあり、信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
特に、自動車等の車両にインバータ装置を搭載する場合には、車両側の振動、衝撃等がバスバ電極に頻繁に加わるようになる。このため、例えばバスバ電極を厚肉な金属板等によって形成する必要が生じ、インバータ装置全体が大型化したり、バスバ電極の寄生インダクタンスが増大して半導体素子をサージ電圧等から十分に保護できないという問題がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、バスバ電極を高強度でコンパクトに形成でき、その電極面積を大きく形成して寄生インダクタンスを低減できると共に、耐久性、信頼性を向上できるようにした半導体装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、半導体素子が搭載された電子回路ユニットをバスバ電極により電源と接続する半導体装置において、前記バスバ電極は、導電性材料により板状に形成され前記電源の高電圧側に接続される複数の高電圧側バスバ電極と、導電性材料により板状に形成され前記電源の低電圧側に接続される複数の低電圧側バスバ電極とを絶縁層を介して積層してなる構成を採用している。
【００１２】
このように構成することにより、例えば各高電圧側バスバ電極と各低電圧側バスバ電極とを薄肉な金属板等により形成して積層できるから、バスバ電極全体を、板厚方向に僅かに撓み変形となった板ばね状の弾性体として形成することができる。これにより、例えば振動、衝撃等の外力がバスバ電極に加わる場合でも、これらの外力をバスバ電極の弾性により緩衝、吸収でき、バスバ電極と外部との接続部位や電子回路ユニット等を外力から保護することができる。
【００１３】
また、例えば複数の高電圧側バスバ電極を並行に配置できるから、これらの高電圧側バスバ電極に電流が流れるときには、バスバ電極全体としての電流経路の幅寸法（電流の方向と直交する方向の寸法）を複数の高電圧側バスバ電極によって実質的に広げることができ、幅広な電流経路を形成して寄生インダクタンスを低減することができる。また、低電圧側バスバ電極によっても幅広な電流経路を形成できる上に、電流の方向が互いに逆向きとなるように高電圧側バスバ電極と低電圧側バスバ電極とを積層することができる。この場合、例えば交流電流を通電するときには、電流が表皮効果等により各高電圧側バスバ電極（低電圧側バスバ電極）の表面側と裏面側とに沿って流れ易くなるため、これらのバスバ電極を薄肉に形成した場合でも、電流経路を十分に確保することができる。
【００１４】
従って、バスバ電極全体の厚さを拡大したり、電極全体を幅広に形成する必要がなくなり、バスバ電極全体を高強度でコンパクトに形成しつつ、その寄生インダクタンスを低減でき、半導体素子に大きなサージ電圧等が加わるのを防止できると共に、耐久性、信頼性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によると、電子回路ユニットは電気機械のハウジング内に配置してバスバ電極をハウジングの外部に引出す構成とし、前記バスバ電極には、各高電圧側バスバ電極と各低電圧側バスバ電極とを覆った状態で前記ハウジングの外部に引出される筒状の被覆材と、該被覆材と前記ハウジングとの間をシールするシール部材とを設ける構成としている。
【００１６】
これにより、絶縁性の被覆材等によって各高電圧側バスバ電極と各低電圧側バスバ電極とを外側から覆うことができ、高電圧側と低電圧側のバスバ電極間に外部の異物等が接触して電極間が短絡されるのを防止することができる。また、バスバ電極全体を覆う被覆材の外形状を、例えば角部等の尖った部位がない丸みを帯びた形状とすることができるから、シール部材を被覆材の外周側に安定的に密着させることができる。
【００１７】
従って、例えば角張った金属板等により形成されたバスバ電極をハウジング内から外部に引出す場合でも、ハウジングとバスバ電極との間を被覆材とシール部材とによって良好にシールでき、外部の異物等がバスバ電極の引出し部位からハウジング内に侵入するのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３の発明によると、複数の高電圧側バスバ電極と複数の低電圧側バスバ電極とは絶縁層を介して交互に積層する構成としている。これにより、高電圧側バスバ電極による電流経路と低電圧側バスバ電極による電流経路とを電流の方向が互いに逆向きとなるように交互に積層でき、これらの寄生インダクタンスをより低減することができる。
【００１９】
特に、半導体素子の通電状態が変化するときに生じる過渡的な電流成分は、表皮効果によりバスバ電極の表面側と裏面側とを主として流れる。このため、高電圧側と低電圧側のバスバ電極を交互に積層することにより、例えば高電圧側のバスバ電極の表面側と裏面側の両方に対して、これと逆向きの電流が流れる低電圧側のバスバ電極を対向させることができる。また、低電圧側のバスバ電極の両面に対しても、高電圧側のバスバ電極をそれぞれ対向させることができるから、バスバ電極のインダクタンスをより一層低減することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明によると、複数の高電圧側バスバ電極と複数の低電圧側バスバ電極とは絶縁層を介して積層された複数の金属板からなり、該各金属板のうち積層方向の中間位置の金属板を大きな幅寸法に形成し、前記中間位置から積層方向に離間した金属板を前記中間位置の金属板よりも小さな幅寸法に形成する構成としている。
【００２１】
これにより、バスバ電極全体の幅寸法を積層方向（板厚方向）の中間位置で大きくし、中間位置から離れるに従って順次小さく形成できるから、例えばバスバ電極全体の断面形状を略円形状、多角形状等に形成することができる。これにより、バスバ電極の外面側を尖った角部がない丸みを帯びた形状とすることができ、例えば絶縁性の被覆やシール部材等をバスバ電極の外面側に設ける場合でも、これらを安定的に密着させることができる。
【００２２】
また、請求項５の発明によると、バスバ電極は絶縁層を介して積層された複数の金属板を蛇腹状に折返して前記金属板の各部位を重ね合わせることにより形成する構成としている。
【００２３】
これにより、例えば金属板を蛇腹状に折返すことによって複数の高電圧側バスバ電極を積層した状態で容易に形成できると共に、これらの電極間を簡単な構造によって互いに接続することができる。また、複数の低電圧側バスバ電極についても同様に、金属板を折返すことによって容易に形成することができる。
【００２４】
さらに、請求項６の発明によると、電子回路ユニットは半導体素子により直流電源を交流に変換して出力するインバータ回路を構成している。これにより、積層構造をもつバスバ電極を用いて寄生インダクタンスを低減でき、インバータ回路から大きな交流電流を安定的に出力することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による半導体装置を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２６】
ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、自動車等の車両に搭載されるインバータ装置を例に挙げて説明する。
【００２７】
１は例えば自動車等の車両に搭載されるインバータ付き電気機械で、該インバータ付き電気機械１は、その外郭となる段付き筒状のハウジング２を有し、該ハウジング２は、後述の電動モータ７を収容する筒状のモータケース２Ａと、自動変速機４を収容する変速機ケース２Ｂと、これらのケース２Ａ，２Ｂ間を仕切る仕切板２Ｃとにより大略構成されている。
【００２８】
ここで、ハウジング２のモータケース２Ａ内には、後述のインバータ装置１１が搭載され、その積層バスバ電極１５はモータケース２Ａから外部に引出される構成となっている。このため、モータケース２Ａには、例えば仕切板２Ｃに面した開口端側に略円弧状の切欠き等を設けることにより、仕切板２Ｃとの間に位置して電極引出孔３が設けられている。
【００２９】
４はハウジング２の変速機ケース２Ｂ内に収容された自動変速機で、該自動変速機４は、車両のエンジン（図示せず）側に連結された入力軸５と、車輪側に連結された出力軸６との間に設けられ、例えば運転者の変速操作等に応じてエンジンの回転を変速しつつ、変速した回転を出力軸に伝達するものである。
【００３０】
７はハウジング２のモータケース２Ａ内に設けられた多相交流式の電動モータで、該電動モータ７は、モータケース２Ａ内に固定された環状のステータ７Ａと、入力軸５の外周側に固着されたマグネット等からなるロータ７Ｂとにより構成されている。そして、電動モータ７は、インバータ装置１１から給電されることによって入力軸５を回転駆動し、例えばエンジンと協働して車両を走行させるものである。
【００３１】
１１は電気機械１に搭載される半導体装置としてのインバータ装置で、該インバータ装置１１は、図２に示す如く、後述のパワーモジュール１２、積層バスバ電極１５（各バスバ電極１６，１７）、被覆材１９、シール部材２０、コンデンサ２１等を含んで構成されている。
【００３２】
１２は電気機械１のハウジング２内に配置された電子回路ユニットとしてのパワーモジュールで、該パワーモジュール１２は、例えば箱形状の回路ケース内に収容されたインバータ回路１３を有し、該インバータ回路１３は、図５に示す如く、例えばトランジスタ１３Ａ、１３Ｂ等からなる複数の半導体素子を用いて構成されている。そして、インバータ回路１３は、後述の電源２３から積層バスバ電極１５等を介して給電されることにより、直流電源を交流に変換し、出力電極１４等を介して電動モータ７に交流電流を出力するものである。
【００３３】
１５はパワーモジュール１２と電源２３との間を接続するバスバ電極としての積層バスバ電極で、該積層バスバ電極１５は、図２ないし図４に示す如く、後述の各高電圧側バスバ電極１６、各低電圧側バスバ電極１７、各絶縁層１８、被覆材１９等により構成されている。
【００３４】
ここで、積層バスバ電極１５は、例えば２〜２０層程度の高電圧側バスバ電極１６と、これとほぼ同数の低電圧側バスバ電極１７とを絶縁層１８を介して交互に積層することにより形成され、ハウジング２（モータケース２Ａ）の内，外にわたって細長く伸びている。
【００３５】
また、積層バスバ電極１５は、長さ方向の一端側がモータケース２Ａ内に位置してパワーモジュール１２（インバータ回路１３）と接続され、長さ方向の途中部位がハウジング２の電極引出孔３内に挿通されている。また、積層バスバ電極１５の他端側は、電極引出孔３を介してモータケース２Ａの外部に引出され、電源２３と接続されている。
【００３６】
１６は電源２３のプラス極側に接続される複数の高電圧側バスバ電極で、該各高電圧側バスバ電極１６は、例えば０．０５〜２ｍｍ程度の厚みを有する薄肉な金属板、金属膜、または他の導電性材料等からなり、互いに並行な状態でハウジング２の内，外にわたって細長く伸びると共に、この伸長方向（バスバ電極１６に流れる電流の方向）と直交する方向に一定の幅寸法を有している。
【００３７】
そして、高電圧側バスバ電極１６は、長さ方向の一端側がハウジング２内でインバータ回路１３の高電圧側に接続された電極板１６Ａと、例えば細長い金属片として該電極板１６Ａの他端側に一体に形成され、ハウジング２の外部に配置された電源接続部１６Ｂとにより構成されている。
【００３８】
また、各高電圧側バスバ電極１６の電源接続部１６Ｂは、図４に示す如く、必要に応じて板厚方向に略Ｌ字状に折曲げられ、１箇所で互いに重ね合わされると共に、この状態で固定ピン１６Ｃによって互いに連結、接続されている。そして、各高電圧側バスバ電極１６は、これらの電源接続部１６Ｂが後述の端子板２２等を介して電源２３のプラス極側に接続され、このプラス極側とインバータ回路１３の高電圧側との間を接続するものである。
【００３９】
１７は電源２３のマイナス極側に接続される複数の低電圧側バスバ電極で、該各低電圧側バスバ電極１７は、高電圧側バスバ電極１６とほぼ同様に、例えば金属板等の薄肉な導電性材料からなり、ハウジング２内でインバータ回路１３の低電圧側に接続された電極板１７Ａと、該電極板１７Ａの他端側に一体に形成された電源接続部１７Ｂとにより構成されている。
【００４０】
ここで、各低電圧側バスバ電極１７の電極板１７Ａは、各高電圧側バスバ電極１６の電極板１６Ａと絶縁層１８を介して交互に積層されている。この結果、積層バスバ電極１５は、複数の薄肉なバスバ電極１６，１７が積層されることにより、板厚方向に僅かに撓み変形となった板ばね状の弾性体として形成され、例えば振動、衝撃等の外力が加わる場合でも、これらの外力を積層バスバ電極１５の弾性により緩衝、吸収できる構成となっている。
【００４１】
また、各低電圧側バスバ電極１７の電源接続部１７Ｂは、１箇所で互いに重ね合わされた状態で固定ピン１７Ｃによって連結、接続され、高電圧側バスバ電極１６の各電源接続部１６Ｂと幅方向の異なる位置に配置されている。そして、各低電圧側バスバ電極１７は、これらの電源接続部１７Ｂが端子板２２等を介して電源２３のマイナス極側に接続され、このマイナス極側とインバータ回路１３の低電圧側との間を接続するものである。
【００４２】
１８はバスバ電極１６，１７間を絶縁する複数の絶縁層で、該各絶縁層１８は、例えば熱伝導性が良好な絶縁性材料等を用いて薄板状に形成され、各バスバ電極１６，１７間及び積層バスバ電極１５の板厚方向の両側に配置されている。
【００４３】
１９は積層バスバ電極１５の外郭をなす被覆材で、該被覆材１９は、図３に示す如く、例えば熱伝導性が良好な絶縁性の樹脂材料、ゴム等からなり、各バスバ電極１６，１７の電極板１６Ａ，１７Ａを外側から覆う筒状体として形成されると共に、バスバ電極１６，１７と一緒に細長く伸びている。
【００４４】
ここで、被覆材１９の外周側には、略四角形の断面形状を有するバスバ電極１６，１７全体の４隅に対応する部位に略円弧状の面取り部１９Ａが設けられている。これにより、被覆材１９の外周面は、各面取り部１９Ａを含めて尖った部位がない丸みを帯びた形状に成形され、後述のシール部材２０が安定的に密着できる構成となっている。
【００４５】
２０はハウジング２の電極引出孔３内に設けられたシール部材で、該シール部材２０は、例えば熱伝導性が良好な絶縁性の樹脂材料、ゴム等からなり、電極引出孔３の周壁と積層バスバ電極１５（被覆材１９）の外周面とにわたって密着している。これにより、シール部材２０は、ハウジング２の電極引出孔３と被覆材１９の外周側との間をシールし、例えばダスト、水分、油等の異物が電極引出孔３を介してハウジング２内に侵入するのを被覆材１９と協働して防止している。
【００４６】
２１はハウジング２の外部でバスバ電極１６，１７間に接続されたコンデンサで、該コンデンサ２１は、例えば接続ピン２１Ａを用いてＬ字状の端子板２２と一緒に電源接続部１６Ｂ，１７Ｂにそれぞれ取付けられている。そして、コンデンサ２１は、所謂電源コンデンサとしてインバータ回路１３と並列に電源２３に接続され、例えば電源電圧の変動やサージ電圧等を緩衝、吸収するものである。
【００４７】
２３はパワーモジュール１２に給電するバッテリ等の電源で、該電源２３は、インバータ付き電気機械１と一緒に車両に搭載されるものである。
【００４８】
本実施の形態によるインバータ装置１１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４９】
まず、インバータ装置１１により直流の電源２３を交流に変換して電動モータ７に出力するときには、高電圧側バスバ電極１６と低電圧側バスバ電極１７とに通電される電流の方向や大きさがトランジスタ１３Ａのスイッチング動作等に応じて過渡的に大きく変化する。
【００５０】
ここで、例えば高電圧側バスバ電極１６に電流が流れるときには、各バスバ電極１６によって多数の電流経路が並行（並列）に配置された状態となる。これにより、積層バスバ電極１５全体としての電流経路の幅寸法（電流の方向と直交する方向の寸法）を複数の高電圧側バスバ電極１６によって実質的に広げることができる。
【００５１】
このため、例えば個々の高電圧側バスバ電極１６を比較的小さな幅寸法に形成したり、これらを薄肉に形成して断面積を小さくした場合でも、積層バスバ電極１５全体として十分に幅広な電流経路を形成でき、その寄生インダクタンスを低減することができる。また、各低電圧側バスバ電極１６に電流が流れる場合も同様に、積層バスバ電極１５全体として幅広な電流経路を形成でき、寄生インダクタンスを低減することができる。
【００５２】
また、個々のバスバ電極１６を流れる交流的な電流は、表皮効果等により各バスバ電極１６の表面側と裏面側とに沿って流れ易くなる。これにより、バスバ電極１６，１７による高電圧側と低電圧側の電流経路は、電流の方向が互いに逆向きとなるように交互に積層された状態となるため、寄生インダクタンスをより一層低減でき、インバータ回路１３に大きなサージ電圧等が加わってトランジスタ１３Ａ等が損傷するのを防止することができる。
【００５３】
特に、トランジスタ１３Ａの通電状態が変化するときに生じる過渡的な電流成分は、表皮効果によりバスバ電極１６，１７の表面側と裏面側とを主として流れる。このため、高電圧側と低電圧側のバスバ電極１６，１７を交互に積層することにより、例えば高電圧側バスバ電極１６の表面側と裏面側の両方に対して、これと逆向きの電流が流れる低電圧側バスバ電極１７を対向させることができる。また、低電圧側バスバ電極１７の両面に対しても、高電圧側バスバ電極１６をそれぞれ対向させることができるから、積層バスバ電極１５全体のインダクタンスをより一層低減することができる。
【００５４】
また、積層バスバ電極１５には、例えば車両やエンジンの振動が伝わったり、車両の走行中に路面から衝撃等が加わることがある。この場合、積層バスバ電極１５は、複数の薄肉なバスバ電極１６，１７が積層された板ばね状の弾性体として形成されているため、これらの振動、衝撃等は積層バスバ電極１５が僅かに弾性変形することによって逃すことができる。
【００５５】
かくして、本実施の形態によれば、高電圧側バスバ電極１６と低電圧側バスバ電極１７とを絶縁層１８を介して交互に積層する構成としたので、例えば多数の薄肉なバスバ電極１６，１７を積層することによって積層バスバ電極１５全体を板ばね状の弾性体として形成でき、振動、衝撃等の外力を積層バスバ電極１５の弾性によって安定的に緩衝、吸収することができる。
【００５６】
これにより、例えば車両や動力源の近傍等にインバータ装置１１を取付ける場合でも、積層バスバ電極１５に外力が加わることによってバスバ電極１６，１７と車両側との接続部位や、バスバ電極１６，１７とパワーモジュール１２との接続部位に応力集中等が生じるのを防止でき、これらの接続部位を外力から保護することができる。従って、積層バスバ電極１５の耐久性を高め、例えば外力を受け易い部位等であってもインバータ装置１１を安定的に搭載することができる。
【００５７】
また、インバータ装置１１の作動時には、個々のバスバ電極１６，１７の表面側と裏面側とを用いて多数の並行な電流経路を形成できるから、例えば積層バスバ電極１５の幅寸法や厚み等を比較的小さく形成した場合でも、電流経路の幅寸法等を十分に確保でき、また電流の方向が互いに逆向きとなる高電圧側と低電圧側の電流経路を交互に積層することができる。
【００５８】
これにより、積層バスバ電極１５全体を高強度でコンパクトに形成しつつ、バスバ電極１６，１７の寄生インダクタンスを確実に低減でき、寄生インダクタンスによって発生するサージ電圧等からインバータ回路１３を確実に保護することができる。従って、インバータ装置１１を安定的に作動させることができ、信頼性を高めることができる。
【００５９】
また、積層バスバ電極１５の幅寸法、厚み等をコンパクトに形成できるから、これをハウジング２の電極引出孔３から外部に引出す場合でも、電極引出孔３の開口面積を十分に小さくすることができ、シール部材２０等によって電極引出孔３を安定的にシールできると共に、ハウジング２の強度やシール性を容易に確保することができる。
【００６０】
さらに、積層バスバ電極１５には、バスバ電極１６，１７を覆う絶縁性の被覆材１９を設けたので、例えば高電圧側と低電圧側のバスバ電極１６，１７間に外部の異物等が接触して両者間が短絡されるのを確実に防止することができる。
【００６１】
また、被覆材１９の外周側には、例えば樹脂成形等の手段により円弧状の面取り部１９Ａ等を容易に形成できるから、その外形状を被覆材１９によって丸みを帯びた形状とすることができる。これにより、シール部材２０は、例えば角張った金属板等からなるバスバ電極１６，１７の外面側に被覆材１９を介して安定的に密着でき、汎用的なシール部材２０等を用いてハウジング２と積層バスバ電極１５との間を良好にシールすることができる。
【００６２】
従って、外部の異物等が電極引出孔３からハウジング２やパワーモジュール１２の内部に侵入するのを確実に防止でき、積層バスバ電極１５を簡単なシール構造によってハウジング２から引出すことができる。この結果、例えばパワーモジュール１２に液密構造型の高価な回路ケースを用いたり、積層バスバ電極１５の引出し部位に特別なシール構造等を設ける必要がなくなるから、インバータ装置１１の小型化、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
次に、図６は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、バスバ電極を蛇腹状に積層する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
３１は半導体装置としてのインバータ装置で、該インバータ装置３１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、パワーモジュール（図示せず）と、後述の積層バスバ電極３２とを含んで構成されている。
【００６５】
３２はパワーモジュールと外部の電源とを接続する積層バスバ電極で、該積層バスバ電極３２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、後述の各高電圧側バスバ電極３６、各低電圧側バスバ電極３７等を含んで構成され、ハウジング２内から電極引出孔３を介して外部に引出されている。
【００６６】
しかし、積層バスバ電極３２は、例えば２層の金属板３３，３４を絶縁層３５を介して積層し、これらを一緒に複数箇所で折返して蛇腹状に重ね合わせることにより形成され、各高電圧側バスバ電極３６と各低電圧側バスバ電極３７とは、金属板３３，３４の一部を用いて構成されている。
【００６７】
３６は電源のプラス極側に接続される複数の高電圧側バスバ電極で、該各高電圧側バスバ電極３６は、蛇腹状に折返された金属板３３の互いに重なり合う各部位を用いて形成されている。
【００６８】
３７は電源のマイナス極側に接続される複数の低電圧側バスバ電極で、該各低電圧側バスバ電極３７は、蛇腹状に折返された金属板３４の互いに重なり合う各部位を用いて形成されている。そして、高電圧側バスバ電極３６と低電圧側バスバ電極３７とは、絶縁層３５を介して互いに絶縁した状態で積層されている。
【００６９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、金属板３３，３４を蛇腹状に折返すことによって複数の高電圧側バスバ電極３６と複数の低電圧側バスバ電極３７とを積層した状態で容易に形成することができる。
【００７０】
また、多数の高電圧側バスバ電極３６同士、低電圧側バスバ電極３７同士をそれぞれ簡単な構造によって接続でき、各バスバ電極３６間及び各バスバ電極３７間に特別な接続構造、接続部品等を設ける必要がなくなり、積層バスバ電極３２の構造を簡略化することができる。
【００７１】
次に、図７は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、各バスバ電極の幅寸法を板厚方向の中間位置から離間するに従って順次小さくする構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７２】
４１は半導体装置としてのインバータ装置で、該インバータ装置４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、パワーモジュール（図示せず）と、後述の積層バスバ電極４２とを含んで構成されている。
【００７３】
４２はパワーモジュールと外部の電源とを接続する積層バスバ電極で、該積層バスバ電極４２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、後述の各高電圧側バスバ電極４３，４４、低電圧側バスバ電極４５，４６、各絶縁層４７等を含んで構成され、ハウジング２内から電極引出孔３を介して外部に引出されている。しかし、積層バスバ電極４２は、バスバ電極４３〜４６の幅寸法が板厚方向の中間位置から離間するに従って順次小さくなるように構成されている。
【００７４】
４３，４４は電源のプラス極側に接続される例えば３層の高電圧側バスバ電極で、該高電圧側バスバ電極４３，４４は、例えば薄肉な金属板等からなり、積層バスバ電極４２の伸長方向と直交する方向（例えば、図７中の上，下方向）にそれぞれ一定の幅寸法をもって形成されている。
【００７５】
４５，４６は電源のマイナス極側に接続される例えば３層の低電圧側バスバ電極で、該低電圧側バスバ電極４５，４６は、それぞれ一定の幅寸法を有する薄肉な金属板等によって形成され、各絶縁層４７を介して高電圧側バスバ電極４３，４４と絶縁した状態で積層されている。
【００７６】
ここで、積層バスバ電極４２は、バスバ電極４３〜４６のうち積層方向（板厚方向）の中間に位置する中間位置のバスバ電極４５が最大の幅寸法Ｗ１をもって形成され、他のバスバ電極４３，４４，４６と各絶縁層４７の幅寸法は、中間のバスバ電極４５から積層方向に離間するに従って順次小さく形成されている。そして、中間位置のバスバ電極４５から最も離間したバスバ電極４４は、バスバ電極４３〜４６のうち最小の幅寸法Ｗ２を有している（Ｗ１＞Ｗ２）。
【００７７】
即ち、バスバ電極４３〜４６の幅寸法は、バスバ電極４５，４３，４６，４４の順に小さくなり、積層バスバ電極４２は、全体として略六角形の断面形状をもつように形成されている。そして、これらのバスバ電極４３〜４６は、例えば略八角形状の外形を有する被覆材４８によって覆われている。
【００７８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、積層バスバ電極４２全体の断面形状を、例えば多角形状等の円形に近い形状とすることができるから、被覆材４８を丸みを帯びた形状に成形し易くなり、被覆材４８とシール部材２０との間の密着性をより高めることができる。
【００７９】
なお、前記各実施の形態では、例えば３〜５層のバスバ電極１６，１７，３６，３７，４３〜４６を積層する構成とした。しかし、本発明では、互いに積層される高電圧側バスバ電極の層数と低電圧側バスバ電極の層数とは、実施の形態の層数に限定されるものではなく、例えば２〜２０層程度、またはそれ以上の層数の高電圧側バスバ電極と低電圧側バスバ電極とを積層する構成としてもよい。また、これらのバスバ電極は必ずしも交互に積層しなくてもよい。
【００８０】
また、実施の形態では、積層バスバ電極１５，３２，４２をハウジング２内から外部に引出すと共に、その外郭部位に被覆材１９，４８を設ける構成とした。しかし、本発明は、ハウジング内に配置されない各種の半導体装置にも適用できるものであり、この場合には、被覆材を廃止する構成としてもよい。
【００８１】
さらに、実施の形態では、半導体装置としてインバータ装置１１を例に挙げて述べた。しかし、本発明はこれに限らず、大電流を通電する各種の半導体装置に適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインバータ装置が搭載された電気機械を示す断面図である。
【図２】図１中のインバータ装置等を拡大して示す断面図である。
【図３】図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向からみた積層バスバ電極の拡大断面図である。
【図４】積層バスバ電極の端部側を拡大して示す部分拡大斜視図である。
【図５】インバータ装置を示す回路図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるインバータ装置を図３と同様位置からみた拡大断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるインバータ装置を図３と同様位置からみた拡大断面図である。
【符号の説明】
１　インバータ付き電気機械（電気機械）
２　ハウジング
１１，３１，４１　インバータ装置（半導体装置）
１２　パワーモジュール（電子回路ユニット）
１３　インバータ回路
１３Ａ　トランジスタ（半導体素子）
１３Ｂ　ダイオード（半導体素子）
１５，３２，４２　積層バスバ電極（バスバ電極）
１６，３６，４３，４４　高電圧側バスバ電極
１７，３７，４５，４６　低電圧側バスバ電極
１８，３５，４７　絶縁層
１９，４８　被覆材
２０　シール部材
２３　電源
３３，３４　金属板
Ｗ１，Ｗ２　幅寸法
【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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