(57)【要約】      （修正有）【課題】バスバー直接接続型の半導体装置において、ヒューズ機能の確実性を向上できる技術を提供する。【解決手段】回転電機を制御するインバータ回路を形成する半導体装置は、半導体素子５２、５３とともにインバータ回路を構成する配線であるバスバー７、８と、ケース３に充填され、前記半導体素子を封止する充填材Ｒと、を備える。バスバーは、充填材に埋設された埋設部と、充填材から外部に露出された露出部と、を有する。露出部は、電流方向と垂直な断面の面積が小さくされたヒューズ部１００を有する。半導体装置には、ヒューズ部の下方に配置され、高部と、高部から見てヒューズ部における電流方向に沿った第１の方向に配置された第１低部と、高部から見て第１の方向の反対方向である第２の方向に配置された第２低部とを有する高低構造が配置されている。【選択図】図４
2012204576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機を制御するインバータ回路を形成する半導体装置であって、
半導体素子と、
前記半導体素子とともに前記インバータ回路を構成する配線であるバスバーと、
前記半導体および前記バスバーを収容するケースと、
前記ケースに充填され、前記半導体素子を封止する充填材と、
を備え、
前記バスバーは、
前記充填材に埋設された埋設部と、
前記充填材から外部に露出された露出部と、
を有し、
前記露出部は、電流が流れる方向と垂直な断面の面積が前記バスバーの他の部位より小さくされたヒューズ部を有し、
前記半導体装置には、前記ヒューズ部の下方に配置された高部と、前記高部より高さが低い部分であり前記高部から見て前記ヒューズ部における電流方向に沿った第１の方向に配置された第１低部と、前記高部より高さが低い部分であり前記高部から見て前記第１の方向の反対方向である第２の方向に配置された第２低部と、を有する高低構造が形成されている、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記高低構造部は、
前記充填材に形成され、前記第１低部としての第１底部と前記第２低部としての第２底部を有する凹部と、
前記凹部の前記第１底部および前記第２底部より上方に突出し、前記高部としての頂部を有する突出部と、
を有し、
前記頂部の高さは、前記充填材の上面より低く、
前記ヒューズ部は、前記突出部の上方であり、かつ、前記充填材の上面より低い位置に配置されている、半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記高低構造部のうち少なくとも前記高部は、前記充填材とは異なる部材で形成されている、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、回転電機を制御するインバータ回路を形成する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や、ハイブリッド自動車は、交流同期式の回転電機と、蓄電池などの直流電源を備えている。そして、回転電機と直流電源は、回転電機がモータとして駆動される時に直流を交流に変換するため、あるいは、回転電機がジェネレータとして機能する時に交流を直流に変換するためのインバータ回路を介して接続されている。このようなインバータ回路を形成する半導体装置として、半導体素子の配線を、ワイヤボンディングを用いることなく、バスバーを用いて行うＩＰＭ（intelligent power module）が知られている（例えば、特許文献１）。以下、半導体素子の配線を、ワイヤボンディングを用いることなく、バスバーを用いて行う半導体装置を、バスバー直接接続型の半導体装置とも呼ぶ。このような構成により、半導体装置の小型化、配線抵抗の抑制等を図ることができる。
【０００３】
この半導体装置では、半導体素子、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）の意図しない短絡などにより、意図しない大電流が回転電機に流れることを防止するヒューズ構造が備えられている。具体的には、バスバーの一部分を、電流が流れる方向と垂直な面の断面積を他の部分と比較して小さく構成して、ヒューズとして機能させている。
【０００４】
一方で、半導体素子の保護、および、インバータ回路の制御基板を設置するためのボスの固定等のために、半導体素子およびバスバーを樹脂などの充填材によって封止したバスバー直接接続型の半導体装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９９２９２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記半導体装置のバスバーに設けられたヒューズ構造において、ヒューズ機能の確実性の向上が求められている。例えば、充填材によって封止されたバスバーに上記ヒューズ構造を設けた場合には、大電流が流れた場合にバスバーのヒューズ構造部分が溶融したとしても、周囲が充填材によって封止されているので、断線には至らない可能性があった。
【０００７】
本発明の主な利点は、バスバー直接接続型の半導体装置において、ヒューズ機能の確実性を向上できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
回転電機を制御するインバータ回路を形成する半導体装置であって、
半導体素子と、
前記半導体素子とともに前記インバータ回路を構成する配線であるバスバーと、
前記半導体および前記バスバーを収容するケースと、
前記ケースに充填され、前記半導体素子を封止する充填材と、
を備え、
前記バスバーは、
前記充填材に埋設された埋設部と、
前記充填材から外部に露出された露出部と、
を有し、
前記露出部は、電流が流れる方向と垂直な断面の面積が前記バスバーの他の部位より小さくされたヒューズ部を有し、
前記半導体装置には、前記ヒューズ部の下方に配置された高部と、前記高部より高さが低い部分であり前記高部から見て前記ヒューズ部における電流方向に沿った第１の方向に配置された第１低部と、前記高部より高さが低い部分であり前記高部から見て前記第１の方向の反対方向である第２の方向に配置された第２低部と、を有する高低構造が形成されている、半導体装置。
【００１０】
上記構成によれば、半導体素子をバスバーを用いて配線するとともに、半導体素子をケースに充填された充填材で封止する半導体装置において、バスバーの一部を充填材から外部に露出部として露出させている。そして、バスバーの露出部にヒューズ部を設けている。半導体素子の短絡などにより、配線としてのバスバーに、意図しない大電流が流れた場合に、ヒューズ部が溶融する。上記構成によれば、ヒューズ部を露出部に設けているので、溶融したヒューズ部の分離（断線）が充填材によって阻害されないので、半導体装置のヒューズ機能の確実性を向上することができる。
【００１１】
さらに、上記構成によれば、溶融したヒューズ部が下方に落下した場合に、下方に配置された高低構造においてヒューズ部が分離（断線）される可能性を高めることができる。具体的には、高低構造は、高部と、高部の電流方向に沿った第１の方向に第１低部と、高部の第１の方向の反対方向である第２の方向に配置された第２低部とを有している。この結果、溶融して落下したヒューズ部の一部が第１低部に溜まり他の一部は第２低部に溜まることによって、ヒューズ部が分離（断線）される可能性が高められる。この結果、半導体装置のヒューズ機能の確実性を、さらに、向上することができる。
【００１２】
［適用例２］
適用例１に記載の半導体装置であって、
前記高低構造は、
前記充填材に形成され、前記第１低部としての第１底部と前記第２低部としての第２底部を有する凹部と、
前記凹部の前記第１底部および前記第２底部より上方に突出し、前記高部としての頂部を有する突出部と、
を有し、
前記頂部の高さは、前記充填材の上面より低く、
前記ヒューズ部は、前記突出部の上方であり、かつ、前記充填材の上面より低い位置に配置されている、半導体装置。
【００１３】
上記構成の半導体装置によれば、ヒューズ部は、充填材の上面より低い位置に配置されるので、充填材の上方の構造物（例えば、制御基板）とヒューズ部が干渉することを抑制できる。この結果、半導体装置の大型化を抑制しつつ、半導体装置のヒューズ機能の確実性を向上することができる。
【００１４】
［適用例３］
適用例１に記載の半導体装置であって、
前記高低構造のうち少なくとも前記高部は、前記充填材とは異なる部材で形成されている、半導体装置。
【００１５】
上記構成の半導体装置によれば、高低構造のうち少なくとも高部は、充填材とは異なる部材で形成されるので、充填材を高部と低部を有する構造に成形する必要がなく、容易に高低構造を作製することができる。例えば、別部材を充填材に配置するだけで、容易に高低構造を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における半導体装置１の電気的構成を説明する図である。
【図２】半導体装置１の分解斜視図である。
【図３】半導体装置１の平面図である。
【図４】半導体装置１の断面図である。
【図５】ヒューズ部１００の下方における第１の凹部ＣＨａ第２の凹部ＣＨｂの形成について説明する図である。
【図６】第１変形例におけるヒューズ部１００の近傍の構造を説明する図である。
【図７】第２変形例〜第４変形例におけるヒューズ部１００の近傍の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．実施例：
図１は、実施例における半導体装置１の電気的構成を説明する図である。図１に示すシステムは、半導体装置１と、蓄電池３００と、３相交流式の回転電機２００とを備えている。
【００１８】
半導体装置１は、直流と３相交流とを相互に変換するインバータ回路として用いられる。例えば、半導体装置１は、蓄電池３００から供給された直流電力を３相交流電力に変換して、回転電機２００をモータとして駆動することができる。また、半導体装置１は、ジェネレータとして機能している回転電機２００から供給された３相交流電力を直流電力に変換して、蓄電池３００を充電することができる。
【００１９】
半導体装置１は、６つの半導体ユニット５と、第１直流側バスバー７ａ、第２直流側バスバー７ｂと、第１交流側バスバー８ａと、第２交流側バスバー８ｂと、第３交流側バスバー８ｃと、駆動制御回路６２とを備えている。半導体ユニット５は、並列に接続されたトランジスタＴＲ（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ））とダイオードＤＩとを含んでいる。各直流側バスバー７ａ、７ｂ、および、各交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃは、図１に示す周知のインバータ回路を構成するように、６つの半導体ユニット５を電気的に接続する配線である。直流側バスバー７ａ、７ｂの一端は、それぞれ、直流側接続端子９ａ、９ｂとされ、蓄電池３００と電気的に接続される。３つの交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃの一端は、それぞれ、交流側接続端子１０ａ、１０ｂ、１０ｃとされ、回転電機２００の３相配線（Ｕ、Ｖ、Ｗ相の配線）と電気的に接続される。３つの交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃには、それぞれ、ヒューズ部１００が設けられている。駆動制御回路６２は、各トランジスタＴＲのゲート電極に制御電圧を供給して、インバータ回路として動作させる回路である。駆動制御回路６２からトランジスタＴＲに制御電圧を供給するための配線は、後述するリードピン１１（図２、図３）が採用されているが、図１では図示を省略している。
【００２０】
以上のような電気的構成を有する半導体装置１の構造について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、半導体装置１の分解斜視図である。図３は、半導体装置１の平面図である。図４は、半導体装置１の断面図である。ここで、図の煩雑を避けるため、図２では、図３、図４に示す充填材Ｒの図示を省略し、図３および図４では、図２に示す回路基板６の図示を省略している。図４は、図３におけるＢ−Ｂ断面を示している。
【００２１】
図２に示すように、半導体装置１は、上述した６つの半導体ユニット５と、２つの直流側バスバー７ａ、７ｂと、３つの交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃと、駆動制御回路６２と、リードピン１１に加えて、金属ベース板４と、樹脂ケース３と、回路基板６とを備えている。
【００２２】
金属ベース板４は、平面視外形（Ｚ軸方向から見た外形）が長方形の銅版である。図２、図３に示すように、樹脂ケース３は、平面視外形が金属ベース板４より僅かに小さい長方形に形成されている。樹脂ケース３は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）あるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂で形成されている。樹脂ケース３は、第１側壁部３ｂと、第２側壁部３ｃと、第１接続部３ｄと、第２接続部３ｅとを有している。第１側壁部３ｂは、平面視の短手方向（Ｘ軸方向）の一端（−Ｘ方向の端）に配置されている。第２側壁部３ｃは、平面視の短手方向（Ｘ軸方向）の他端（＋Ｘ方向の端）に配置されている。第１接続部３ｄは、第１側壁部３ｂの長手方向の一端（−Ｙ方向の端）の下側の略２／３の部分と、第２側壁部３ｃの長手方向の一端（−Ｙ方向の端）の下側の略２／３の部分とを接続している。第２接続部３ｅは、第１側壁部３ｂの長手方向の他端（＋Ｙ方向の端）の下側の略２／３の部分と、第２側壁部３ｃの長手方向の他端（＋Ｙ方向の端）の下側の略２／３の部分とを接続している。第１側壁部３ｂ、第２側壁部３ｃ、第１接続部３ｄ、第２接続部３ｅの底面は、金属ベース板４に接着され、金属ベース板４の平面視の四隅に形成されたボルト孔７０ｂと、樹脂ケース３の平面視の四隅に形成されたボルト孔７０ａとに螺合されるボルトによって金属ベース板４に固定される。このようにして、樹脂ケース３の第１側壁部３ｂ、第２側壁部３ｃ、第１接続部３ｄ、第２接続部３ｅと、金属ベース板４とによって、半導体ユニット５が収容される収容部ＯＰが形成されている。
【００２３】
図２、図３に示すように、樹脂ケース３には、さらに、収容部ＯＰの上側の略３分の１を６つに区切る枠体３ａが形成されている。枠体３ａと第１接続部３ｄと第２接続部３ｅの上面は、同じ高さに形成され、回路基板６を固定するための複数の支持体２（具体的にはボルト孔を有するボス部材）が固定されている。
【００２４】
金属ベース板４の上面（＋Ｚ軸側の面）には、図２および図４に示すように、６つの半導体ユニット５が上述した収容部ＯＰに配置されるように固定されている。半導体ユニット５は、上述したトランジスタＴＲ（図１）に相当する半導体素子５３と、上述したダイオードＤＩ（図１）に相当する半導体素子５２と、ヒートスプレッダ５４と、両面に銅箔５５が配設された絶縁基板５１とを備えている（図２、図４）。
【００２５】
図４に示すように、絶縁基板５１の下方の面に配設された銅箔５５は、半田５６にて金属ベース板４に固着されている。半導体素子５２、５３は、絶縁基板５１の上方の面に配設された銅箔５５上に半田５６にて固着されている。ヒートスプレッダ５４は、半導体素子５２、５３の上側に半田５６にて固着されている。
【００２６】
ここで、図３、図４に示すように、上述した樹脂ケース３と金属ベース板４により形成された収容部ＯＰには、充填材Ｒ（例えば、エポキシ樹脂）が充填され、半導体ユニット５の全体を封止している。充填材Ｒの上面は、第１接続部３ｄと第２接続部３ｅと枠体３ａの上面と同じ高さとされている。
【００２７】
図２に示すように、回路基板６には、半導体チップで構成された駆動制御回路６２が実装されている。回路基板６は、樹脂ケース３に固定された上述した支持体２に、回路基板６に形成されたボルト孔７０ｃを用いて、ボルトで固定される。
【００２８】
リードピン１１の上端は、回路基板６の上面に位置し、回路基板６の図示しない基板上配線によって、駆動制御回路６２と接続されている。リードピン１１は、上端から下方に延び、回路基板６のピン貫通孔１１ｂ、樹脂ケース３のピン貫通孔１１ａを貫通している。リードピン１１は、さらに、充填材Ｒの内部にまで延びて、半導体ユニット５の所定位置に接続されている。図２では、リードピン１１の上部については図示を省略している。
【００２９】
直流側バスバー７ａ、７ｂおよび交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃは、良好な導電性を有する材料、例えば、銅やアルミニウムなどの金属で形成されている。第１直流側バスバー７ａは、端部が第１側壁部３ｂの上面に露出して直流側接続端子９ａを形成している。第１直流側バスバー７ａは、直流側接続端子９ａを形成している端部から樹脂ケース３の第１側壁部３ｂの内部に延び、第１側壁部３ｂの内部にて３つに枝分かれしている。３つに枝分かれした第１直流側バスバー７ａは、第１側壁部３ｂの内部から充填材Ｒの内部に向かって延びて、図１に示したインバータ回路を半導体ユニット５とともに構成するように、半導体ユニット５の所定箇所にそれぞれ接続されている（図２、図３、図４）。第２直流側バスバー７ｂも同様である。
【００３０】
第１交流側バスバー８ａは、端部が第２側壁部３ｃの上面に露出して交流側接続端子１０ａを形成している。第１交流側バスバー８ａは、交流側接続端子１０ａを形成している端部から樹脂ケース３の第２側壁部３ｃの内部に延び、さらに、第２側壁部３ｃの内部から充填材Ｒの内部に向かって延びて、図１に示したインバータ回路を半導体ユニット５とともに構成するように、半導体ユニット５の所定箇所にそれぞれ接続されている（図２、図３、図４）。ここで、第１交流側バスバー８ａは、第２側壁部３ｃの内部から半導体ユニット５における接続箇所に至るまでの間において、充填材Ｒの内部から充填材Ｒの上方の外部に露出している。
【００３１】
ここで、図３には、この露出している部分の近傍の平面図（Ｚ軸方向から見た図）の拡大図が図示され、図４には、この露出している部分の近傍のＹ軸方向から見た断面図の拡大図が図示されている。これらの拡大図に示すように、第１交流側バスバー８ａは、第１鉛直部８ｆと第２鉛直部８ｄと水平露出部８ｅとからなる部分を有している。第１鉛直部８ｆと第２鉛直部８ｄは、上側が充填材Ｒの上方に露出するとともに下側が充填材Ｒに埋設されている部分である。水平露出部８ｅは、全体が充填材Ｒの上方の外部に露出するとともに第１鉛直部８ｆの上端と第２鉛直部８ｄの上端とを接続する部分である。
【００３２】
以上の説明から解るように、第１交流側バスバー８ａは、第２側壁部３ｃに埋設されている部分（ケース埋設部）と、充填材Ｒに埋設されている部分（充填材埋設部）と、交流側接続端子１０ａとは異なる部分であって、外部に露出している部分（露出部）とを有している。露出部は、第１鉛直部８ｆの上端近傍の部分と、第２鉛直部８ｄの上端近傍の部分と、水平露出部８ｅとから構成される。
【００３３】
また、図３および図４に示す拡大図から解るように、水平露出部８ｅには、電流方向と垂直な断面の面積が、第１交流側バスバー８ａの他の部分より小さくされたヒューズ部１００が形成されている。ヒューズ部１００は、本実施例のように第１交流側バスバー８ａの幅を他の部分より狭くして形成されても良く、これに代えて、第１交流側バスバー８ａの厚さを他の部分より薄くして形成されても良く、幅を他の部分より狭く、かつ、厚さを他の部分より薄くして形成されても良い。
【００３４】
図３、図４に示すように、ヒューズ部１００が形成された水平露出部８ｅの下方の充填材Ｒには、底部ＬＳａを有する第１の凹部ＣＨａと、底部ＬＳｂを有する第２の凹部ＣＨｂとが形成されている。第１の凹部ＣＨａと第２の凹部ＣＨｂとは、ヒューズ部１００の電流方向に沿った中心部を通り電流方向と垂直な鉛直面に対して略対称に形成されている。また、第１の凹部ＣＨａは、第１鉛直部８ｆの充填材Ｒから露出している部分の下端の周囲に形成されている。第２の凹部ＣＨｂは、第２鉛直部８ｄの充填材Ｒから露出している部分の下端の周囲に形成されている。そして、第１の凹部ＣＨａと第２の凹部ＣＨｂは、第１の凹部ＣＨａの−Ｘ方向の端部と、第２の凹部ＣＨｂの＋Ｘ方向の端部との間に間隔Ｍを空けて、配置されている。すなわち、第１の凹部ＣＨａと第２の凹部ＣＨｂは、水平露出部８ｅにおける電流方向に、間隔Ｍを空けて並んでいる。
【００３５】
このような第１の凹部ＣＨａおよび第２の凹部ＣＨｂが形成されている結果、第１の凹部ＣＨａの底部ＬＳｂおよび第２の凹部ＣＨｂの底部ＬＳａより高い高部ＨＰが、ヒューズ部１００の直下を電流方向と垂直な方向に横断するように、配置される。また、高部ＨＰの、電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い第１低部としての底部ＬＳａが配置され、第１の方向の反対方向である第２の方向（−Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い第２低部としての底部ＬＳａが配置されることになる。
【００３６】
以上の説明から解るように、本実施例における第１の凹部ＣＨａと、第２の凹部ＣＨｂと、第１の凹部ＣＨａと第２の凹部ＣＨｂとの間に配置される高部ＨＰと、の全体が、特許請求の範囲における高低構造に対応する。
【００３７】
以上、第１交流側バスバー８ａと、第１交流側バスバー８ａのヒューズ部１００と、第１交流側バスバー８ａのヒューズ部１００の近傍部分との構造について説明したが、他の交流側バスバー８ｂ、８ｃと、これらの交流側バスバー８ｂ、８ｃのヒューズ部１００と、これらの交流側バスバー８ａ、８ｂのヒューズ部１００の近傍部分の構造も同様の構造を有している（図２、図３）。
【００３８】
以上説明した構造を有する半導体装置１は、以下のように製造される。図５は、ヒューズ部１００の下方における第１の凹部ＣＨａ、第２の凹部ＣＨｂの形成について説明する図である。まず、所定箇所に支持体２（図２）が固定され、直流側バスバー７ａ、７ｂ、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃ、リードピン１１が埋め込まれた樹脂ケース３と、金属ベース板４と、半導体ユニット５と、回路基板６とが準備される。このとき、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃのヒューズ部１００近傍において、図５（ａ）に示すように、第１の凹部ＣＨａ、第２の凹部ＣＨｂの形状に対応する形状を有する凹部形成部材３０ｆ、３０ｄ（例えば、ゴム材で形成される）が、第１鉛直部８ｆ、第２鉛直部８ｄの上端部に固定される。
【００３９】
金属ベース板４の所定箇所に、６つの半導体ユニット５が配置形成される。その後、樹脂ケース３が、金属ベース板４上に固定される。この状態では、樹脂ケース３に埋め込まれた直流側バスバー７ａ、７ｂ、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃ、リードピン１１の各所定端が、半導体ユニット５上の所定接続位置に押し当てられる。この状態で、直流側バスバー７ａ、７ｂ、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃ、リードピン１１の各所定端が、半導体ユニット５上の所定接続位置に半田で接続される。
【００４０】
その後、上方から充填材を形成するための充填材Ｒが、樹脂ケース３に形成された収容部ＯＰに流し込まれる。その後、流し込まれた充填材Ｒが硬化される。この結果、充填材Ｒによって半導体ユニット５が封止されるとともに、枠体３ａに固定された支持体２が半導体ユニット５の上方で強固に固定される。また、図５（ｂ）に示すように、第１の凹部ＣＨａおよび第２の凹部ＣＨｂが充填材Ｒに形成される。この後、ゴム材で形成された凹部形成部材３０ｆ、３０ｄは、除去される。
【００４１】
その後、支持体２に回路基板６がボルトで固定され、リードピン１１の上端が回路基板６の所定箇所に接続されて、半導体装置１の製造が完了される。
【００４２】
以上説明した半導体装置１は、充填材Ｒによって、半導体ユニット５および各バスバー７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、８ｃが強固に固定されるとともに、半導体ユニット５の上方で支持体２が強固に固定されている。この結果、バスバー直接接続型の半導体装置１を、コンパクトで、かつ、耐振動性が高く、信頼性の高いものとすることができる。
【００４３】
さらに、この半導体装置１では、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃの一部を充填材Ｒから外部に露出させている。そして、この露出部の水平露出部８ｅにヒューズ部１００を設けている。半導体素子５２、５３の短絡などにより、交流側バスバー８ａ、８ｂ、８ｃに、大電流が流れた場合に、ヒューズ部１００が溶融する。ヒューズ部１００を充填材Ｒから露出した露出部に設けているので、溶融したヒューズ部１００の分離（断線）が充填材Ｒによって阻害されない。この結果、確実性の向上したヒューズ機能を有する半導体装置１を得ることができる。
【００４４】
さらに、上記半導体装置１では、溶融したヒューズ部１００が下方に落下した場合に、ヒューズ部１００が分離（断線）される可能性を高めることができる。具体的には、ヒューズ部１００の下方に、高部ＨＰと、高部ＨＰの電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い底部ＬＳａが配置され、第１の方向の反対方向である第２の方向（−Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い底部ＬＳｂが配置されている。この結果、溶融して落下したヒューズ部１００の一部が底部ＬＳａに溜まり他の一部は底部ＬＳｂに溜まることによって、ヒューズ部１００が分離（断線）される可能性が高められる。この結果、半導体装置１のヒューズ機能の確実性を、さらに、向上することができる。
【００４５】
Ｂ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４６】
ヒューズ部１００の下方には、高部と、高部から見てヒューズ部１００における電流方向に沿った第１の方向に配置された第１低部と、高部から見て第１の方向の反対方向である第２の方向に配置された第２低部とを有する高低構造が配置されれば良く、上記実施例に示す形状に限らず、様々な形状が採用され得る。その他の形状の例を、以下に説明する。
【００４７】
Ｂ１．第１変形例：
図６は、第１変形例におけるヒューズ部１００の近傍の構造を説明する図である。第１変形例では、実施例における第１の凹部ＣＨａおよび第２の凹部ＣＨｂより深さが深い凹部ＢＣＨに高部と低部が形成されている。具体的には、凹部ＢＣＨの底面のヒューズ部１００における電流方向（Ｘ軸方向）の略中央部に、ヒューズ部１００の直下を電流方向および鉛直方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）に横断する突出部ＣＮが形成されている。突出部ＣＮにより、凹部ＢＣＨの底面は、突出部ＣＮから見て電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）側に配置された底部ＬＳａと、突出部ＣＮから見て第１の方向と反対の第２の方向（−Ｘ方向）に配置された底部ＬＳｂとに、分割される。突出部ＣＮの上面である高部ＨＰは、充填材Ｒの上面より低い位置とされる。そして、ヒューズ部１００が形成された水平露出部８ｅは、突出部ＣＮの上面である高部ＨＰより高く、かつ、充填材Ｒの上面より低い位置に配置される。
【００４８】
以上説明した第１変形例では、実施例と同様に、ヒューズ部１００の下方に、高部ＨＰと、高部ＨＰから見て第１の方向（＋Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い第１低部としての底部ＬＳａが配置され、第２の方向（−Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い第２低部としての底部ＬＳｂが配置されている。この結果、実施例と同様に、ヒューズ部１００が溶融した際に、ヒューズ部１００が分離（断線）される可能性が高められる。この結果、半導体装置１のヒューズ機能の確実性を、向上することができる。
【００４９】
さらに、第１変形例では、ヒューズ部１００を含む露出部の全体が充填材Ｒの上面より低い位置に配置されるので、充填材Ｒの上方に配置される回路基板６が実施例より低い位置に配置されたとしても、回路基板６とのクリアランスを確保できる。すなわち、半導体装置１が上下方向（Ｘ軸方向）に大型化することなく、半導体装置１のヒューズ機能の確実性を向上することができる。
【００５０】
実施例および第１変形例では、充填材Ｒに高低構造が形成されているが、別部材によって、高低構造を形成しても良い。この例を、第２変形例〜第４変形例として説明する。図７は、第２変形例〜第４変形例におけるヒューズ部１００の近傍の構造を説明する図である。図７（ａ）は第２変形例を、図７（ｂ）は第３変形例を、図７（ｃ）は第４変形例をそれぞれ示している。
【００５１】
Ｂ２．第２変形例：
図７（ａ）に示すように、第２変形例では、高低構造形成部材４０が、ヒューズ部１００の下方に配置されている。高低構造形成部材４０は、基部４２と、基部４２の上面から上方に突出する突出部４１を備えている。基部４２は、図７（ａ）に示すように、Ｙ軸方向から見た形状が、略長方形を有している。この略長方形の−Ｘ方向の端部は第２鉛直部８ｄより−Ｘ方向側に位置し、＋Ｘ方向の端部は第１鉛直部８ｆより＋Ｘ方向側に位置し、上端は水平露出部８ｅより低い位置に位置している。そして、基部４２は、この略長方形の断面が、水平露出部８ｅの−Ｙ方向の端部より−Ｙ方向側の位置から、水平露出部８ｅの＋Ｙ方向の端部より＋Ｙ方向側の位置まで延びた板形状を有している。突出部４１は、板形状の基部４２の上面のＸ軸方向の略中央部に形成され、基部４２のＹ軸方向の全長に亘って延びている。突出部４１により、基部４２の上面は、突出部４１の電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）側に配置された上面ＢＳａと、突出部４１の第２の方向（−Ｘ方向）側に配置された上面ＢＳｂとに分割される。突出部４１の上面である高部ＨＰは、水平露出部８ｅより低い位置に配置される。突出部４１は、ヒューズ部１００の直下をヒューズ部１００における電流方向および鉛直方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）に横断している。基部４２の−Ｘ方向の端部は、バスバーの露出部の第２鉛直部８ｄに固定され、基部４２の＋Ｘ方向の端部は、バスバーの露出部の第１鉛直部８ｆに固定されている。
【００５２】
以上説明した第２変形例では、実施例と同様に、ヒューズ部１００の下方に、高部ＨＰと、高部ＨＰの電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）に、高部ＨＰより高さが低い第１低部としての上面ＢＳａが配置され、第２の方向（−Ｘ方向）に、高部ＨＰより高さ低い第２低部としての上面ＢＳｂが配置される。
【００５３】
Ｂ３．第３変形例：
図７（ｂ）に示すように、第３変形例では、高低構造形成部材４０ａが、ヒューズ部１００の下方に配置されている。第３変形例の高低構造形成部材４０ａは、第２変形例の高低構造形成部材４０（図７（ａ））の突出部４１より−Ｘ方向側の部分を無くした形状を有している。すなわち、高低構造形成部材４０ａは、基部４２ａと、基部４２ａの−Ｘ方向側の端部から上方に突出する突出部４１ｂを備え、Ｙ軸方向から見た形状がＬ字形状を有している。そして、高低構造形成部材４０ａは、このＬ字形状の断面が、水平露出部８ｅの−Ｙ方向の端部より−Ｙ方向側の位置から、水平露出部８ｅの＋Ｙ方向の端部より＋Ｙ方向側の位置まで延びた形状を有している。突出部４１ａの上面である高部ＨＰは、水平露出部８ｅより低い位置に配置される。突出部４１ａは、Ｙ軸方向にヒューズ部１００の直下を横断している。基部４２ａの＋Ｘ方向の端部は、バスバーの露出部の第１鉛直部８ｆに固定されている。
【００５４】
以上説明した第３変形例では、ヒューズ部１００の下方に、高部ＨＰと、高部ＨＰの電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さが低い第１低部としての基部４２ａの上面ＢＳａが配置され、第２の方向（−Ｘ方向）側に、高部ＨＰより高さ低い第２低部としての充填材Ｒの上面が配置される。
【００５５】
Ｂ４．第４変形例：
図７（ｃ）に示すように、第４変形例では、高低構造形成部材４０ｂの上面である高部ＨＰが、ヒューズ部１００の電流方向（Ｘ軸方向）の略中央部の下面に接着固定されている。第４変形例の高低構造形成部材４０ｂは、Ｙ軸方向から見た形状が、Ｘ軸方向の長さがヒューズ部１００のＸ軸方向の長さより短く、下端が充填材Ｒに埋設された長方形を有している。そして、高低構造形成部材４０ｂは、この長方形の断面が、水平露出部８ｅの−Ｙ方向の端部より−Ｙ方向側の位置から、水平露出部８ｅの＋Ｙ方向の端部より＋Ｙ方向側の位置まで延びた板形状を有している。
【００５６】
以上説明した第４変形例では、ヒューズ部１００の下方に、高部ＨＰと、高部ＨＰの電流方向に沿った第１の方向（＋Ｘ方向）および第２の方向（−Ｘ方向）に、高部ＨＰより高さが低い第１低部および第２低部としての充填材Ｒの上面が配置される。
【００５７】
上述した第２〜第４変形例では、実施例と同様に、ヒューズ部１００の下方に、高低構造が配置されるので、実施例と同様に、ヒューズ部１００が溶融した際に、ヒューズ部１００が分離（断線）される可能性が高められる。この結果、半導体装置１のヒューズ機能の確実性を、向上することができる。
【００５８】
さらに、第２〜第４変形例では、高低構造形成部材４０、４０ａ、４０ｂがバスバーの露出部の所定位置に固定された状態で、充填材Ｒの充填・硬化を行うことにより、高低構造形成部材４０、４０ａ、４０ｂを充填材Ｒに配置して、ヒューズ部１００の下方に容易に高低構造を作製することができる。すなわち、実施例では、充填材Ｒに凹部を形成するための凹部形成部材３０ｄ、３０ｆを、充填材Ｒを硬化させた後に、除去する工程が必要であるが、第２〜第４変形例では、かかる工程が不要である。
【符号の説明】
【００５９】
１...半導体装置
２...支持体
３...樹脂ケース
４...金属ベース板
５...半導体ユニット
６...回路基板
７ａ、７ｂ、８a〜８ｃ...バスバー
９ａ、９ｂ、１０ａ〜１０ｃ...接続端子
１１...リードピン
４０、４０ａ、４０ｂ...高低構造形成部材
６２...駆動制御回路
１００...ヒューズ部
２００...回転電機
３００...蓄電池
Ｒ...充填材
【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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