(57)【要約】【課題】リードフレームのサイズを抑制すること、これによってモジュールの小型化を図ることが可能な構造とする。【解決手段】モータを駆動するための３相インバータ回路を有する半導体モジュール１において、該半導体モジュール１内の配線として機能するバスバ８の一部がモータ電流検出用のシャント抵抗９で構成され、３相それぞれのシャント抵抗９を１つのバスバ８に一体化した構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するための３相インバータ回路を有する半導体モジュールにおいて、
該半導体モジュール内の配線として機能するバスバの一部がモータ電流検出用のシャント抵抗で構成され、
３相それぞれの前記シャント抵抗を１つの前記バスバに一体化した、半導体モジュール。
【請求項２】
前記シャント抵抗が矩形の板状である、請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記バスバのうち前記シャント抵抗の両端の部分が平坦である、請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体モジュールを備えた駆動装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体モジュールを備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体モジュールを備えた車両。
【請求項７】
モータを駆動させるための３相インバータ回路を有する半導体モジュールの製造方法において、
該半導体モジュール内の配線として機能するバスバの一部をモータ電流検出用のシャント抵抗で構成し、
３相それぞれの前記シャント抵抗を１つの前記バスバに一体化する、半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ駆動用のインバータ回路において、回路基板やリードフレーム上に実装されたパワー半導体素子（トランジスタチップ）をエポキシ系材料の硬化性樹脂を用いてトランスファー成形し封止した半導体モジュールが利用されている。
【０００３】
従来の半導体モジュールにおいては、電流値を検出するための電流検出手段として機能するシャント抵抗が、リードフレーム上に設けられたパワー半導体素子（トランジスタチップ）とは別個に、当該リードフレームの同一平面上に搭載される構造が多い（例えば特許文献１の図１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２０００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構造の場合、部品サイズと搭載部品数によってトータルの実装面積が決定してしまうことから、リードフレームのサイズを抑制するには不利である。このため、このような観点からモジュールの小型化を図ることは難しい。
【０００６】
本発明は、リードフレームのサイズを抑制し、ひいてはモジュールの小型化を図ることが可能な構造の半導体モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、かかる課題を解決するべく、半導体モジュール内の配線の役割を担うバスバにおいて、バスバの一部をシャント抵抗で構成した構造を採用することを知見するに至った。すなわち、本発明は、モータを駆動するための３相インバータ回路を有する半導体モジュールにおいて、
該半導体モジュール内の配線として機能するバスバの一部がモータ電流検出用のシャント抵抗で構成され、
３相それぞれの前記シャント抵抗を１つの前記バスバに一体化した、というものである。
【０００８】
これまでの半導体モジュールにおいては、パワー半導体素子（トランジスタチップ）とは別個にシャント抵抗をリードフレーム上に搭載するための面積を確保し、また、パワー半導体素子からリードフレームまでの配線スペースを確保することが必要であったところ、本発明に係る半導体モジュールによると、シャント抵抗一体のバスバの配線スペースを確保すれば足りる。このため、リードフレームのサイズ抑制、ひいてはパワーモジュールの小型化が図れる。
【０００９】
前記シャント抵抗が矩形の板状であることが好ましい。
【００１０】
また、前記バスバのうち前記シャント抵抗の両端の部分が平坦であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、モータを駆動させるための３相インバータ回路を有する半導体モジュールの製造方法において、
該半導体モジュール内の配線として機能するバスバの一部をモータ電流検出用のシャント抵抗で構成し、
３相それぞれの前記シャント抵抗を１つの前記バスバに一体化する、というものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リードフレームのサイズを抑制し、ひいてはモジュールの小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る半導体モジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図２】バスバの一例を示す斜視図である。
【図３】電動パワーステアリング装置の構成の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る半導体モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する（図１〜図３参照）。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
半導体モジュール１は、モータ５０を駆動させるためのインバータ回路（図示省略）を有するパワーモジュールとして構成されている。本実施形態の半導体モジュール１は、パワー半導体素子２、リードフレーム３、はんだ５、モールド６、ワイヤ７、バスバ８、シャント抵抗９を含む（図１参照）。
【００１６】
パワー半導体素子２は例えばＭＯＳＦＥＴであって、ＳｉまたはＳｉＣ、ＧａＮのベアチップ（ベアダイ）の状態のものからなる。このパワー半導体素子２は厚み方向に電流を流す構造のため、ベアチップ上面および下面に電極を有した構造であり、はんだ５や硬化性導電性ペースト、アルミや金ワイヤを使ったワイヤボンディングにより配線する。なお、本明細書でいう「上面」「下面」とは、リードフレーム３を基準にしたものであり、仮に半導体モジュール１が上下逆さまに配置されていても上下の位置関係に変更はない。
【００１７】
リードフレーム３は、その上に固定されたパワー半導体素子２を支持し、外部配線との接続をする部品であり、所望の回路動作をさせるためにプレス成形によって任意のパターン形状に形成される。
【００１８】
バスバ８は、３相インバータに対応して三叉状に形成されており（図２参照）、インバータ回路における電流検出経路上に配置されている。本実施形態のバスバ８は、その一部がシャント抵抗９で構成されている。また、３相インバータにおける各相のシャント抵抗９が１つのバスバ８に一体化された構造となっている（図２参照）。さらに、バスバ８のうちシャント抵抗９の両端の部分８Ａは、平坦な部分を有する構造となっている（図２参照）。これによれば、シャント抵抗９の両端にワイヤボンディングによる配線がしやすい。
【００１９】
このようなバスバ８は、導電率の高い銅や銅合金などからなる。また、シャント抵抗９は、Cu-Ni系やCu-Mn系などの材料からなる。シャント抵抗９は任意の抵抗値となるようにその断面積、長さを調整し、形状を決定する。この点で、シャント抵抗９は平面視矩形の板状であることが好適である（図１、図２参照）。このシャント抵抗９の一部とバスバ８の一部を溶接、またはロウ接して一体化する。一体化したバスバ８は、パワー半導体素子の上面電極とＧＮＤ電位のリードフレーム３間にはんだ付けで実装する（図１参照）。
【００２０】
なお、電流は、シャント抵抗９の両端電圧に基づいて検出される。ワイヤ７によるボンディング手段として例えばAlワイヤボンディングを用いることで、バスバ８のシャント抵抗９に近い両端部分から外部制御基板（図示省略）へと接続するリードフレーム端子に配線することができる（図１参照）。また、最終的には、リードフレーム３上に実装されたパワー半導体素子２をエポキシ系材料の硬化性樹脂を用いてトランスファー成形によりモールド６で封止して半導体モジュール１が完成する。
【００２１】
上述した本実施形態の半導体モジュール１によれば、シャント抵抗９が一体化されたバスバ８の配線スペースを確保すればよく、従来のモジュールにおけるようにパワー半導体素子とは別個にシャント抵抗をリードフレーム上に搭載するための面積を確保する必要性がなく、また、パワー半導体素子からリードフレームまでの配線スペースを確保する必要性もない。このため、リードフレーム３のサイズ抑制（小型化）が可能であり、これによって半導体モジュール１の小型化を図ることができる。
【００２２】
このような半導体モジュール１は、電動パワーステアリング装置１００（図３参照）等の各種産業機械や各種駆動装置、さらには、これらが搭載された車両などにおいて利用することができる。なお、図３に例示する電動パワーステアリング装置１００は、例えばコラムタイプのものである。該図３において、符号Ｈはステアリングホイール、符号１０ａはステアリング入力軸、符号１０ｂはステアリング出力軸、符号１１はラック・ピニオン運動変換機構、符号１３はウォーム減速機構、符号２０はハウジング、符号２１はトルクセンサ、符号３０はステアリングシャフト、符号４０，４１は自在継手、符号４２は連結部材をそれぞれ示す。
【００２３】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、電動パワーステアリング等の各種産業機械や各種駆動装置、さらには、これらが搭載された車両などにおける半導体モジュールに適用して好適である。
【符号の説明】
【００２５】
１…半導体モジュール
２…パワー半導体素子
３…リードフレーム
５…はんだ
６…モールド
７…ワイヤ（ゲート配線）
８…バスバ
８Ａ…バスバ８のうちシャント抵抗の両端に位置する部分
９…シャント抵抗
５０…モータ
１００…電動パワーステアリング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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