(57)【要約】【課題】放熱が迅速であり、ヒートサイクルに起因する熱応力が半田接合の部分に生じても、熱応力を吸収して接合破損が生じないパワーモジュールを提供することを目的とする。【解決手段】平面上に所定の間隔を有して隣接して配置された複数のパワー素子１０、２０を有するパワーモジュールであって、  前記複数のパワー素子の双方に跨って配置され、前記複数のパワー素子の双方に半田接合された電極３０を有し、  該電極は、その一部に導電性弾性体３２を含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に所定の間隔を有して隣接して配置された複数のパワー素子を有するパワーモジュールであって、
前記複数のパワー素子の双方に跨って配置され、前記複数のパワー素子の双方に半田接合された電極を有し、
該電極は、その一部に導電性弾性体を含むことを特徴とするパワーモジュール。
【請求項２】
前記導電性弾性体は、半田接合されていない領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記電極は、前記複数のパワー素子の上面に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記導電性弾性体は、導電性ゴムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記電極の半田接合されている領域は、銅で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
前記複数のパワー素子は、一方が絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、他方がダイオードの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーモジュールに関し、特に、平面上に所定の間隔を有して隣接して配置された複数のパワー素子を有するパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体チップであるＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）とＦＷＤ（Free-Wheeling  Diode、環流ダイオード）が近接して並ぶように絶縁基板上の配線パターンにマウントされるとともに、ＩＧＢＴとＦＷＤの双方にまたがってその上面の主電極面に通電導体兼用のヒートパイプを重ね、半田付けなどにより電気的及び伝熱的に接合し、ＩＧＢＴ及びＦＷＤに発生した熱を、ヒートパイプを介して絶縁基板の配線パターンに放熱し、冷却効果を高めるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、熱の伝搬に作動液を封入したヒートパイプを使用しているため、蒸発／凝縮サイクルが必要となり、瞬間的に大電流が流れた場合には、熱の伝搬に時間差ができて遅れを生じてしまうという問題があった。
【０００４】
また、ヒートパイプを用いて十分に熱が放熱できた場合にはよいが、ヒートパイプによる熱輸送が不十分であった場合には、絶縁基板、ヒートパイプ、半導体チップの熱膨張係数の差により、ヒートサイクルに起因する熱応力が生じ、接合部分である半田付けの部分にクラック等の接合破壊が生じるという問題があった。
【０００５】
更に、ヒートパイプに亀裂が生じて作動液が漏れた場合には、パワー素子を破損してしまうおそれがあるので、信頼性の点でも問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、放熱が迅速であり、ヒートサイクルに起因する熱応力が半田接合の部分に生じても、熱応力を吸収して接合破損が生じないパワーモジュール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】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るパワーモジュールは、平面上に所定の間隔を有して隣接して配置された複数のパワー素子を有するパワーモジュールであって、
前記複数のパワー素子の双方に跨って配置され、前記複数のパワー素子の双方に半田接合された電極を有し、
該電極は、その一部に導電性弾性体を含むことを特徴とする。
【０００８】
これにより、電極と半導体素子の熱膨張係数の相違により熱応力が加わった場合でも、導電性弾性体の部分で熱応力を吸収し、半田の接合破壊を防止することができる。また、導電性弾性体は、電極の一部にのみ設けられているので、電極の導電性を低下させることなく熱応力の吸収が可能となる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に係るパワーモジュールにおいて、
前記導電性弾性体は、半田接合されていない領域に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、ヒートサイクルにより電極が変形しても、最もパワー素子に負担の少ない領域で熱応力を吸収することができ、パワー素子への熱応力の影響を最小限とすることができる。また、半田付けは、通常の金属の電極部分について行われるので、半田付け工程も容易に行うことができる。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係るパワーモジュールにおいて、
前記電極は、前記複数のパワー素子の上面に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、電極の上方はフリーとなるので、熱応力を効果的に逃がすことができる。
【００１３】
第４の発明は、第１〜３のいずれか一つの発明に係るパワーモジュールにおいて、
前記導電性弾性体は、導電性ゴムであることを特徴とする。
【００１４】
これにより、導電性弾性体の部分で熱応力を効果的に吸収することができる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜４のいずれか一つの発明に係るパワーモジュールにおいて、
前記電極の半田接合されている領域は、銅で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、熱膨張係数のパワー素子との差が大きいが、熱伝導性が高く、放熱性の高い金属材料を電極に用いることが可能となり、冷却効果を高めることができる。
【００１７】
第６の発明は、第１〜５のいずれか一つの発明に係るパワーモジュールにおいて、
前記複数のパワー素子は、一方が絶縁ゲートバイポーラトランジスタであり、他方がダイオードの組み合わせを含むことを特徴とする。
【００１８】
これにより、電力変換用のインバータにおいて、熱応力を効果的に吸収し、半田接合部分の破壊を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パワーモジュールの熱応力による接合破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２１】
図１は、本発明を適用した実施例に係るパワーモジュールの適用対象の一例となるインバータ回路を示した図である。図１において、インバータ回路は、６個のＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）１０と、各々のコレクタ−エミッタ間に並列に接続された６個のＦＷＤ（Free-Wheeling  Diode、環流ダイオード、以下「ダイオード」という）２０とを、パワー素子として備える。
【００２２】
図１において、インバータ回路は、１個のＩＧＢＴ１０と、これに並列に接続された1個のダイオード２０同士が１つの組をなし、６つのＩＧＢＴ１０とダイオード２０のパワー素子同士の組を備える。６つのパワー素子の組のうち、２つのパワー素子の組同士が直列接続されており、それぞれの直列接続点が、Ｕ出力、Ｖ出力及びＷ出力を構成し、三相インバータ回路の出力を構成している。直列接続は、一方の高電位側のＩＧＢＴ１０のエミッタと、他方の低電位側のＩＧＢＴ１０のコレクタが接続されて構成されており、高電位側のＩＧＢＴ１０のコレクタは、高電位側のＰライン９１に接続されている。同様に、低電位側のＩＧＢＴ１０のエミッタは、低電位側のＮライン９２に接続されている。かかるインバータ回路により、Ｐライン９１及びＮライン９２に印加された直流電力を三相交流電力に電力変換して出力し、ＡＣモータ等を駆動することができる。
【００２３】
本実施例に係るパワーモジュールは、例えば、図１に示したような、複数のパワー素子１０、２０を有するインバータ回路に好適に適用することができる。本実施例においては、以下、インバータ回路にパワーモジュールを適用した例を挙げて説明するが、複数のパワー素子を有するパワーモジュールであれば、種々の用途に適用することができる。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明を適用した実施例１に係るパワーモジュールの側面図である。図２において、実施例１に係るパワーモジュールは、パワー素子であるＩＧＢＴ１０及びダイオード２０と、放熱板としての機能も有する上側の電極３０と、同様に放熱板としての機能も有する下側の電極４０と、絶縁材料で構成された絶縁基板５０と、冷却器６０と、各素子又は部品を半田接合している半田７０と、全体を封止している封止材８０とを有する。そして、上側の電極３０は、その一部に導電性弾性材３２を含んでいる。
【００２５】
なお、図２においては、ＩＧＢＴ１０とダイオード２０からなる複数のパワー素子１０、２０が１組のみ示されているが、例えば、図１に示したように６組のＩＧＢＴ１０とダイオード２０の組み合わせがあれば、図２と同様な構成を平面上に６つ備えていてよい。この点は、他の実施例についても同様である。
【００２６】
ＩＧＢＴ１０及びダイオード２０は、各々パワー素子として機能する半導体素子であり、半導体基板上に形成された半導体チップとして構成される。図１において説明したインバータ回路においては、ＩＧＢＴ１０は、スイッチング素子としての役割を果たす。また、ダイオード２０は、モータの駆動用コイル（図示せず）により生じた逆起電力による電流を逃がす環流ダイオードとしての役割を果たす。図１において、ＩＧＢＴ１０とダイオード２０は、回路的に並列接続されて１つの組をなしていたが、図２に示すように、ＩＧＢＴ１０とダイオード２０は、物理的にも、平面状の電極４０上に所定の間隔を有して隣接して配置される。このような隣接配置とすることにより、パワーモジュールに要する面積を小さくするとともに、ＩＧＢＴ１０とダイオード２０間の接続抵抗を小さくすることができる。
【００２７】
電極４０は、パワー素子であるＩＧＢＴ１０及びダイオード２０の下側に配置され、下部電極を構成する。電極４０は、ＩＧＢＴ１０及びダイオード２０の下側の引き出し電極であるとともに、放熱板としての役割も果たす。一般的には、ＩＧＢＴ１０のコレクタが下側に配置され、コレクタの引き出し電極として電極４０は配置されるが、ＩＧＢＴ１０のエミッタが下側に配置され、この引き出し電極４０として配置されてもよい。ダイオード２０は、ＩＧＢＴ１０の配置の向きに適合してｎ型拡散層又はｐ型拡散層が下側になるように配置され、電極４０は、ダイオード２０の引き出し電極としての役割も共通して果たす。
【００２８】
電極４０は、配線用の金属であれば、種々の材料が適用されてよいが、例えば、銅が適用されてもよい。銅は、熱伝導性及び導電性がアルミニウムよりも高く、配線材料としても、放熱材料としても、アルミニウムより好ましい特性を有している。しかしながら、半導体素子であるパワー素子１０、２０との熱膨張係数の差が、アルミニウムと比して大きいため、ヒートサイクルにより変形が生じた場合に、半田接合の部分に熱応力がかかり、接合破壊を招き易いという問題があった。後に上部の電極３０について詳説するが、本実施例に係るパワーモジュールにおいては、電極３０により熱応力による半田接合部分の破壊が起こり難い構成となっているので、電極４０に銅を用いることができる。なお、銅の場合は、銅合金であってもよく、純粋な銅（Ｃｕ）の他、ＣｕＭｏ、ＣｕＣ等が適宜用途に応じて適用されてよい。このように、電極４０は、用途に応じて、銅、アルミニウム等の種々の配線用金属材料を適用することができる。
【００２９】
電極４０は、その上面は、半田７０により、パワー素子のＩＧＢＴ１０及びダイオード２０と半田接合され、下からパワー素子１０、２０を支持する。また、電極４０の下面は、半田７０により、下に配置された絶縁基板５０に半田接合され、絶縁基板５０により下から支持される。
【００３０】
絶縁基板５０は、絶縁材料で構成された基板であり、電極４０と冷却器６０に用いられている金属との絶縁を図るとともに、パワー素子１０、２０及び電極３０、４０を下から支持している。絶縁基板５０は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）、エポキシ樹脂、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）等の材料や、セラミックス基板の一種であるＤＢＡ基板等が適用されてよい。
【００３１】
冷却器６０は、下から絶縁基板５０を支持するとともに、水冷により絶縁基板５０から放出された熱を冷却する手段である。冷却器６０は、ベース部６１と、フィン６２とを有し、ベース部６１の内部に水を循環させて冷却し、フィン６２によりその放熱効率を高める構成となっている。かかる冷却器６０を設けることにより、パワー素子１０、２０の発熱の下側からの放熱効率を高めることができる。なお、冷却器６０は、銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属等で構成されてよく、冷却器６０と絶縁基板５０との接合は、半田７０による半田接合でなされてよい。
【００３２】
電極３０は、パワー素子１０、２０の上側に配置され、上部電極を構成する。電極３０は、パワー素子１０、２０の引き出し電極を構成するとともに、放熱板としての機能も果たす。ＩＧＢＴ１０は、一般的には、エミッタが上側に配置されるので、この場合には、電極３０は、エミッタの引き出し電極となる。一方、逆配置でコレクタが上側に配置される場合もあり、この場合には、電極３０は、コレクタの引き出し電極となる。また、電極３０は、ＩＧＢＴ１０に並列に接続されたダイオード２０についても、ＩＧＢＴ１０の配置の向きに応じて、ｐ型拡散層又はｎ型拡散層の共通引き出し電極となる。このように、パワー素子１０、２０の上部電極である電極３０は、パワー素子であるＩＧＢＴ１０とダイオード２０の双方に跨った共通の電極を構成している。
【００３３】
電極３０は、パワー素子１０、２０の上面に、半田７０により半田接合されている。これにより、電気的接続及び物理的固定がなされている。
【００３４】
電極３０は、その大部分は、銅やアルミニウム等の配線用金属で構成された金属部３１であるが、一部に、導電性弾性体３２で構成された部分を含む。図２においては、パワー素子１０、２０の直上の部分は金属部３１として構成されるが、中央部分は、導電性弾性体３２で構成されている。このように、電極３０は、その一部に導電性弾性体３２を含むことにより、熱応力が生じても、これを導電性弾性体で吸収することができる。
【００３５】
導電性弾性体３２は、導電性を有する弾性体であり、例えば、導電性ゴムが適用される。導電性弾性体３２は、弾性体でありながらも、導電性を有するので、電極３０としての機能をそのまま維持することができる。
【００３６】
電極３０の金属部３１は、銅やアルミニウム等の配線用金属が用途に応じて種々適用されてよいが、例えば、銅が適用されてもよい。上述のように、銅は、導電性及び熱伝導性に優れた金属材料であるので、電極３０に好適に適用可能である。また、銅は、アルミニウムと比較して、その熱膨張係数が半導体素子であるパワー素子１０、２０と大きく異なるが、本実施例に係るパワーモジュールにおいては、熱応力を逃がす応力緩和材として導電性弾性体３２が金属部３１に挟まれて設けられており、電極３０の金属部３１に変形が生じても、これにより生じる熱応力を吸収できるので、半田７０の接合破壊のおそれなく銅を使用することができる。
【００３７】
このように、電極３０の一部に導電性弾性体３２を設けることにより、半田７０の接合破壊を低減することができる。また、かかる構成を有することにより、電極３０に放熱性の高い銅を使用することが可能となり、冷却性能自体も高めることができ、パワー素子１０、２０及びパワーモジュールをより小型に構成することが可能となる。
【００３８】
なお、導電性弾性体３２は、パワー素子１０、２０と電極３０が半田接合されていない、パワー素子１０、２０が所定の間隔を有して配置された間隔領域１５の直上に設けられることが好ましい。パワー素子１０、２０の直上は、パワー素子１０、２０と電極３０との確実な電気的接続と、パワー素子１０、２０で発生した熱を電極３０により多く放熱するため、導電性及び熱伝導性の高い金属部３１を配置し、半田接合により確実な接合を行うことが好ましい。一方、ＩＧＢＴ１０とダイオード２０との間隔領域１５は、電極３０とパワー素子１０、２０が半田接合されておらず、固定されていない領域である。よって、電極３０の熱変形による膨張があっても、導電性弾性体３２は固定的な拘束を受けることなく変形が可能であり、最もクッション効果の高い状態で応力吸収を行うことができる。
【００３９】
このように、本実施例に係るパワーモジュールは、発熱源であるパワー素子１０、２０の直上面には、全面的に放熱効果の高い金属部３１を配置して過渡熱特性を向上させ、半田接合されていない非拘束領域に導電性弾性体３２を設けることにより、導電性弾性体３２による応力の吸収能力を効果的に発揮させる構成となっている。
【００４０】
また、本実施例に係るパワーモジュールにおいては、導電性弾性体３２は、電極３０の一部の領域にしか設けていないので、電極３０としての導電性及び放熱性を低下させることなく熱応力を吸収し、半田７０の接合破壊を防止することができる。
【００４１】
なお、導電性弾性体３２は、パワー素子１０、２０の発熱量と、電極３０の金属部３１の変形量に応じて、その厚みや特性を適宜変化させて調整してよい。例えば、金属部３１の変形量が大きいようであれば、導電性弾性体３２をより厚くして構成するようにしてもよい。例えば、電極３０の幅が３０ｍｍ程度の場合に、導電性弾性体３２は、０．０５〜２ｍｍ程度の厚さであってよいが、これらは、金属部３１のパワー素子１０、２０の発熱量に基づく変形量により、適宜適切な厚さのものを用いてよい。
【００４２】
また、本実施例に係るパワーモジュールにおいては、導電性弾性体３２は、電極３０の中央の、半田接合がなされていない部分に設けられた例を説明したが、導電性弾性体３２を設ける位置は、これに限定される訳ではなく、用途に応じては、半田接合がなされた部分に設けてもよい。例えば、電極３０の金属部３１の変形量が、ＩＧＢＴ１０の上部にある金属部３１が特に大きい場合には、中央部に導電性弾性材３２を設けるとともに、更にＩＧＢＴ１０の直上の部分にも導電性弾性体３２を設けることも可能である。
【００４３】
封止材８０は、ゲル又は樹脂を用いてパワー素子１０、２０等の部品を上部から封止し、これらの部品が埃により汚染されるのを防止する役割を果たす。樹脂が適用される場合は、ポッティング、トランスファーモールド等の加工により樹脂封止がなされてよいが、本実施例に係るパワーモジュールによれば、熱膨張を拘束するために樹脂封止を行ったり、モールドしたりする必要性が少なくなるので、ゲルを用いて封止してもよい。
【００４４】
このように、実施例１に係るパワーモジュールによれば、半田接合部の応力負荷を低減して接合破壊を防止することができ、パワーモジュールの信頼性を向上させることができる。また、熱応力耐性の高い構成であるため、熱応力設計の工数を削減することも可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図３は、本発明を適用した実施例２に係るパワーモジュールの側面図である。図３において、大部分の構成要素は、実施例１に係るパワーモジュールの構成要素と同様であるが、下部電極である電極４０ａにも、導電性弾性体４２を設けた点で、実施例１に係るパワーモジュールと異なっている。
【００４６】
このように、パワー素子１０、２０の下側に配置された電極４０ａにも、導電性弾性体４２を設けるようにしてもよい。図３において、電極４０ａは、金属部４１と導電性弾性体４２を有し、金属部４１は、パワー素子１０、２０の直下に配置されてパワー素子１０、２０と半田接合されている。また、導電性弾性体４２は、パワー素子１０、２０の間隔領域１５の直下の部分に設けられている。かかる構成により、パワー素子１０、２０における発熱が、電極４０ａに熱伝搬して金属部４１が変形しても、導電性弾性体４２により変形による応力を吸収し、パワー素子１０、２０と電極４０ａとの間の半田７０及び電極４０ａと絶縁基板５０との間の半田７０に加わる応力負荷を軽減することができる。
【００４７】
なお、他の構成要素については、実施例１に係るパワーモジュールと同様であるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
実施例２に係るパワーモジュールによれば、パワー素子１０、２０の上側の電極３０だけでなく、下側の電極４０ａにも導電性弾性体４２を設けたことにより、パワー素子１０、２０の発熱を、上下から効果的に放熱するとともに、下側の電極４０ａについても応力を緩和することができ、半田７０の接合破壊が更に少ない、より信頼性の高いパワーモジュールとすることができる。
【００４９】
なお、実施例２に係るパワーモジュールにおいては、上部電極である電極３０と、下部電極である電極４０の双方に導電性弾性体３２、４２が設けられた例について説明したが、用途に応じて、下側の電極４０ａにのみ導電性弾性体４２を設けるようにしてもよい。更に、実施例２においては、所定の空間領域１５の直下に導電性弾性体４２を設けた例について説明したが、実施例１において説明したように、用途に応じて、他の位置に導電性弾性体３２を設けるようにしてもよい。
【実施例３】
【００５０】
図４は、本発明を適用した実施例３に係るパワーモジュールの側面図である。図４において、実施例３に係るパワーモジュールは、パワー素子であるＩＧＢＴ１０及びダイオード２０と、パワー素子１０、２０の上側に設けられた電極３０ａと、放熱板４５と、冷却器６０と、バスバー９０と、ボンディング９５と、封止材８０とを備える。
【００５１】
ＩＧＢＴ１０及びダイオード２０は、パワー素子として機能する半導体素子であり、その構成及び機能については、実施例１及び実施例２と全く同様であるので、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
放熱板４５は、パワー素子１０、２０で発生した熱を放熱するための手段であり、実施例１で説明した下側の電極４０及び絶縁基板５０の双方の役割を果たす。つまり、放熱板４５は、冷却器６０により下側から支持されているので、パワー素子１０、２０で発生した熱を熱伝搬し、冷却器６０に放出する。
【００５３】
放熱板４５は、例えば、アルミニウム、窒化ケイ素、アルミニウムの三層積層構造で形成されたＤＢＡ基板が適用されてもよい。この場合には、上層のアルミニウムは、パワー素子１０、２０に対する下部電極４０としての機能を有し、窒化ケイ素は、絶縁基板５０としての機能を有する。なお、放熱板４５とパワー素子１０、２０とは、半田７０により半田接合されている。
【００５４】
冷却器６０は、ベース部６１とフィン６２とを有し、その構成及び機能は、実施例１及び実施例２と全く同様であるので、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
電極３０ａは、パワー素子１０、２０に対する上部電極であり、ＩＧＢＴ１０に対しては、エミッタ又はコレクタの引き出し電極としての機能を有し、ダイオード２０に対しても同様に、ＩＧＢＴ１０の配置向きに対応するｐ型拡散層又はｎ型拡散層の引き出し電極としての機能を有する。従って、電極３０ａは、複数のパワー素子１０、２０に対する共通電極であるので、複数のパワー素子１０、２０の双方に跨って配置されている。
【００５６】
電極３０ａは、実施例１と同様に、金属部３１ａと、導電性弾性体３２ａとを有する。金属部３１ａは、銅、アルミニウム等の配線用金属が適用されてよいが、例えば、アルミニウムが適用されてもよい。アルミニウムは、銅ほど導電性及び熱伝導性は高くないが、パワー素子１０、２０を構成する半導体素子と熱膨張係数の差が銅ほどは大きくないので、半田７０にかかる応力負荷は、銅を用いた場合よりは軽減される。しかしながら、アルミニウムの熱膨張係数は、パワー素子１０、２０の熱膨張係数とはやはり差があるので、パワー素子１０、２０の発熱量の大きさによっては、やはり電極３０ａとパワー素子１０、２０とを接合する半田７０に応力負荷が加わってしまう。
【００５７】
そこで、実施例３に係るパワーモジュールにおいても、電極３０ａの一部に、導電性弾性体３２ａを設けている。導電性弾性体３２ａは、実施例１と同様に、例えば導電性ゴム等が適用されてよい。かかる導電性弾性体３２ａを電極３０ａの一部に設けることにより、電極３０ａの金属部３１ａの熱膨張による変形を吸収し、半田７０に加わる応力負荷を緩和し、半田７０の接合破壊を確実に防止することができる。このように、電極３０ａの金属部３１ａに、パワー素子１０、２０との熱膨張係数の差が極端には大きくない材料の金属が適用された場合であっても、導電性弾性体３２ａを電極３０ａの一部に設けることにより、半田７０の接合破壊を確実に防止し、パワーモジュールの信頼性を高めることができる。
【００５８】
また、図４において、電極３０ａの金属部３１ａは、パワー素子１０、２０の直上の上面に配置され、半田７０によりパワー素子１０、２０と半田接合されている。そして、導電性弾性体３２ａは、パワー素子１０、２０が平面状の放熱板４５上に所定の間隔を有して配置された当該所定の間隔領域１５の直上に設けられている。このように、実施例３に係るパワーモジュールおいても、金属部３１ａをパワー素子１０、２０の直上に配置して半田接合し、導電性弾性体３２ａを、半田接合されていない中央部分の領域に設けることにより、金属部３１ａにおける導電性及び熱伝導性と、導電性弾性体３２ａにおける可動性の双方を十分に高めた構成とすることができる。
【００５９】
なお、導電性弾性体３２ａの配置位置は、実施例１において説明したのと同様に、用途に応じては、半田接合されている位置としてもよいし、導電性弾性体３２ａを複数設けて、半田接合されていない間隔空間１５の直上位置と、他の半田接合されている位置とに両方設けるようにしてもよい。
【００６０】
バスバー９０は、電極３０ａに電源電位又はグランド電位を供給するための電位供給手段であり、ボンディング９５により、電極３０ａと電気的に接続される。ボンディング９５は、アルミニウム等の配線用金属材料が用いられてよい。
【００６１】
封止材８０は、パワー素子１０、２０や他の部品を覆って埃の付着を防ぐ手段であり、ゲル又は種々の種類の樹脂が適用されてよい。封止材８０の機能や種類等の内容は、実施例１における説明と同様であるので、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
なお、実施例２においては、電極３０ａの金属部３１ａにアルミニウムを適用した例を挙げて説明したが、銅等の他の配線金属を同様に適用してもよい。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施例に係るパワーモジュールの適用対象のインバータ回路を示した図である。
【図２】実施例１に係るパワーモジュールの側面図である。
【図３】実施例２に係るパワーモジュールの側面図である。
【図４】実施例３に係るパワーモジュールの側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    ＩＧＢＴ（パワー素子）
１５    間隔領域
２０    ダイオード（パワー素子）
３０、３０ａ、４０    電極
３１、３１ａ、４１    金属部
３２、３２ａ、４２    導電性弾性体
４５    放熱板
５０    絶縁基板
６０    冷却器
６１    ベース部
６２    フィン
７０    半田
８０    封止材
９０    バスバー
９５    ボンディング
【図１】
2009117701.tif 000003
【図２】
2009117701.tif 000004
【図３】
2009117701.tif 000005
【図４】
2009117701.tif 000006