JP2008042091A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサを内蔵する半導体装置で、半導体素子の形態に影響を与えることなく、半導体素子の温度を時間遅れなく高い精度で検出できる温度センサの実装構造を有した半導体装置を提供する。
【解決手段】この半導体装置は、ＩＧＢＴ素子４０２と、このＩＧＢＴ素子４０２の一面に半田接合されると共に外部端子を有する第１金属配線板２５と、ＩＧＢＴ素子４０２の上面に半田接合された第１金属配線板２５の端部片２５ｂの上に実装される温度センサ５０１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、ＩＧＢＴ等の電力用の半導体装置に関する。

例えば、電気自動車等の電動車両では、その駆動用モータを駆動するためインバータ装置が使用されている。このインバータ装置は、スイッチング素子をブリッジ回路構成で接続した電気回路を含んでいる。インバータ装置は、ブリッジ回路のスイッチング素子を適宜にオン・オフ動作させ、駆動用モータに流す電流の切り替えを行っている。ブリッジ回路を構成するスイッチング素子としては、パワートランジスタ、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等の半導体素子が広く使用されている。かかるインバータ装置は、通常、複数個のスイッチング素子を１つのパッケージに収納したモジュール構造で構成される。

電動車両のモータを駆動する場合、スイッチング素子には大電流が流れ、発熱する。この発熱でスイッチング素子がダメージを受ける可能性もある。そこで、従来、スイッチング素子を保護する目的でスイッチング素子の温度を検出し、検出温度に基づいてモータ駆動を停止させる等の制御を行っている。スイッチング素子の温度を検出するためには、温度センサを、半導体装置におけるスイッチング素子の近傍箇所に付設することが必要となる。温度センサを備えた半導体装置を提案する先行技術文献として下記の特許文献１〜３を挙げることができる。

特許文献１に記載された半導体装置では、温度検出対象となる半導体素子の上面に感温素子を重ねて合わせて配置し、絶縁性接着剤を用いて接合している。外部導出端子との間に接続されるボンディングワイヤは、感温素子の上に直接に接合される。

特許文献２に記載された半導体装置では、大電力用半導体装置であり、半導体装置を搭載している絶縁基板の同じ面上に温度センサとなる素子を実装している。

特許文献３に記載された半導体装置（電力変換装置）では、例えば半導体素子が取り付けられた取付けベースにおいて、当該半導体素子のほぼ真裏の位置であって、放熱部（ヒートシンク）が設けられた取付けベースの面に設けられている。
特開平４−２７４３５７号公報 特開平９−１４８５２３号公報 特開２００６−３２３６９号公報

温度センサを内蔵した従来の半導体装置では次のような問題が提起される。

特許文献１の半導体装置によれば、半導体装置の上面に直接に温度センサを配置しているため、温度検出対象である半導体素子の温度の検出精度は高いものである。しかしながら、仮に、外部端子を兼ねるバスバーを半導体素子の表面に直接に接合する構造を有する半導体装置の場合には、温度センサの配置箇所を避けてバスバーを接合しなければならない。それ故に、電流容量の観点で同性能を確保しようとすると、温度センサを実装していない半導体素子に比較して、半導体素子の面の面積が大きくなるという問題が生じる。

特許文献２の半導体装置によれば、半導体素子と温度センサが同一の基板の上に実装され、かつ半導体素子と温度センサが離れた位置にあるため、熱伝達の時間的な遅れが存在し、検出精度を高くすることができないという問題が生じる。

特許文献３に記載された半導体装置によれば、温度センサが、取付けベースにおける放熱部が取り付けられた面に実装されており、当該放熱部が金属ブロックであって熱蓄積量が大きく、温度センサに影響を与える。その結果、検出精度が低下するという問題が生じる。

本発明の目的は、上記の課題を解決することにあり、温度センサを内蔵する半導体装置において、半導体素子の形態に影響を与えることなく、半導体素子の温度状態を正確に検出することができる温度センサの実装構造を有した半導体装置を提供することにある。

本発明に係る半導体装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。

第１の半導体装置（請求項１に対応）は、半導体素子と、この半導体素子の一面に半田接合されると共に外部端子を有するバスバーと、半導体素子とバスバーを半田接合している箇所の当該バスバー上に実装される温度センサとを備える。

上記の半導体装置では、半導体素子とバスバーとの半田接合部で当該バスバー上に温度センサ実装部を設けるようにしたので、半導体素子に温度センサを付設する構造であっても半導体素子とバスバーとの接合面積を減じることがなく、その結果、大電流を流すことができる。また温度センサは実質的に半導体素子に付設することができるので、高い精度で半導体素子についての温度検出を行うことが可能となる。

第２の半導体装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、バスバーは平板状部材であり、半田接合している箇所のバスバー部分の板厚は、その他のバスバー部分の板厚よりも薄いことを特徴とする。半導体素子とバスバーを半田接合している箇所のバスバー部分の板厚を相対的に薄くすることで、温度センサを半導体素子により接近させることが可能となり、温度検出精度がより高くなる。

第３の半導体装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、温度センサが実装されるバスバー部分の表面には凹部が形成されていることを特徴とする。温度センサが取り付けられるバスバー部分の表面に凹部を作ることで、当該バスバー部分の板厚がより薄くなり、温度検出精度がよりいっそう高くなる。また温度センサのバスバーへの位置決めが容易になり、組立性を高くすることが可能となる。

第４の半導体装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、温度センサが実装されるバスバー部分の表面には凸部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも１つの半導体素子と、この半導体素子の電極面に半田接合されるバスバーを備えた半導体装置で、半導体素子の電極面に半田接合したバスバーの当該接合部分の上面に温度センサを実装するようにしたため、半導体素子とバスバーとの接合面積を減じることなく、半導体素子の温度を高い精度でかつ時間遅れなく検出することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１と図２を参照して、本発明に係る半導体装置の実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る半導体装置の外観図を示し、ＩＧＢＴモジュールのモジュール構造を示している。図２は図１で示したＩＧＢＴモジュールの電気回路の回路構成図を示す。

本実施形態で説明する半導体装置は、電力用半導体装置であって、代表的に電動車両の駆動用三相モータを駆動するためのインバータ装置である。図１に示したＩＧＢＴモジュールはインバータ装置の要部を示している。まず、図２を参照してＩＧＢＴモジュールの電気回路の構成を説明する。

図２はインバータ装置のブリッジ回路の一相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちのいずれか１つ）の電気回路部分を示している。図２に示した電気回路は、高圧端子４０１側に配置されるハイサイド側ＩＧＢＴ素子４０２と、低圧端子４０３側に配置されるローサイド側ＩＧＢＴ素子４０４とが含まれる。なお本実施形態に係る半導体装置で使用される半導体素子は、ＩＧＢＴ素子に限られず、電力用半導体素子であれば、任意のものを使用することができる。また上記インバータ装置のブリッジ回路は、６個の電力半導体素子で構成されるが、上下一対の電力半導体素子で１つのモジュールが形成される。

ＩＧＢＴ素子４０２のコレクタ（Ｃ）が高圧端子４０１に接続されている。ＩＧＢＴ素子４０２のエミッタ（Ｅ）がＩＧＢＴ素子４０４のコレクタ（Ｃ）に接続され、この接続点が出力端子４０５に接続されている。さらにＩＧＢＴ素子４０４のエミッタ（Ｅ）は上記低圧端子４０３に接続されている。

上記の２つのＩＧＢＴ素子４０２，４０４の各々のゲート（Ｇ）とエミッタ（Ｅ）の間に信号コネクタ４０６，４０７が接続される。各信号コネクタ４０６，４０７の入力端子間には、適宜なタイミングでＩＧＢＴ素子４０２，４０４をオン・オフ動作させるための駆動制御用矩形パルス信号４０８が入力される。また２つのＩＧＢＴ素子４０２，４０４の各々のエミッタ（Ｅ）とコレクタ（Ｃ）の間に整流用のダイオード素子４０９，４１０が接続されている。

次に図１を参照して、上記の電気回路構成を有するＩＧＢＴモジュールの物理的な構造を説明する。

図１において、一点鎖線で示されたブロック１１は、ＩＧＢＴモジュール１２を形成するパッケージの外観形状を示している。ブロック１１は実質的には樹脂によるモールド部分である。図１で実線で示されている部分が配線板の物理的構造部分である。なお図２で説明した電気回路の各要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。

図１において、符号４０１で示す部分が上記高圧端子、符号４０３で示す部分が上記低圧端子、符号４０５で示す部分が上記出力端子である。また符号４０６，４０７はそれぞれ上記の信号コネクタである。さらに符号４０２，４０４の部分が上記ＩＧＢＴ素子であり、符号４０９，４１０の部分が上記ダイオード素子である。図１で、ＩＧＢＴ素子４０２，４０４は縦型構造を有し、上面にエミッタとゲートが形成され、下面にコレクタが形成され、またダイオード素子４０９，４１０は上面にアノードが形成され、下面にカソードが形成されている。

高圧端子４０１は、高圧バスバー２１の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された高圧バスバー２１の外側端部である。高圧バスバー２１は、全体として長方形のプレート形状（板状）をなす配線部材であり、高圧端子４０１側に配置される配線部材である。高圧バスバ−２１は、図１に示されるごとく、高圧端子４０１より所定距離分だけ平坦プレート状の形状に形成され、途中から下方へ折り曲げられており、さらに右半部は平坦プレート状の形状に形成されている。図１に示されるように、高圧バスバー２１の高圧端子４０１の箇所には孔２１ａが形成され、右半部２１ｂは絶縁層２２の上に固定されている。絶縁層２２は、例えばエポキシまたは絶縁酸化膜である。

低圧端子４０３は、低圧バスバー２３の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された低圧バスバー２３の外側端部である。低圧バスバー２３は、同様に全体として長方形のプレート形状をなす配線部材であり、低圧端子４０３側に配置される配線部材である。低圧バスバ−２３は、図１に示されるごとく、低圧端子４０３より所定距離分だけ平坦プレート状の形状に形成され、途中から若干下方へ折り曲げられており、さらに図中右半部はほぼ平坦プレート状の形状に形成されている。図１に示されるように、低圧バスバー２３の低圧端子４０３の箇所には孔２３ａが形成されている。

出力端子４０５は、出力バスバー２４の一端部をなし、ブロック１１の外側に延設された出力バスバー２４の外側端部である。出力バスバー２４は、全体としてほぼ長方形のプレート形状を成している。出力バスバ−２４は、後述する第１金属配線板２５および第２金属配線板２６の各端部の出力端として設けられている。また出力バスバー２４の出力端子４０５の箇所には孔２４ａが形成されている。

上記において、高圧バスバー２１のプレート形状の高圧端子４０１、低圧バスバー２３のプレート形状の低圧端子４０３、出力バスバー２４のプレート形状の出力端子４０５は、ＩＧＢＴモジュール１２における同一側の箇所にて、同一平面上に配置されるように並置されている。さらに出力端子４０５は、高圧端子４０１と低圧端子４０３の間の電流経路の中間位置に位置するように配置されている。これにより、高圧端子４０１からハイサイドのＩＧＢＴ要素４０２を通って出力端子４０５に至るまでの電流経路の長さと、出力端子４０５からローサイドのＩＧＢＴ素子４０４を通って低圧端子４０３に至るまでの電流経路の長さとがほぼ等しくなる。これにより、さらに高圧側と低圧側の電気特性がほぼ等しくなり、モータの出力特性が良くなるという利点が生じる。また、仮に出力端子４０５を、高圧端子４０１および低圧端子４０３に対して反対側に配置しようとすると、出力端子４０５を折り曲げて反対側に延長する必要がある。そのため、出力端子を形成する部材が長くなり、インダクタンスの低減に関係ない配線長が長くなるため、抵抗が大きくなるという不具合をもたらす。本実施形態の出力端子４０５では、このような不具合を生じないという利点を有する。

なお上記の高圧バスバー２１、低圧バスバー２３、出力バスバー２４の各バスバーのプレート形状については、幅が例えば２０ｍｍであり、厚みは例えば０．５ｍｍである。

次にＩＧＢＴ素子４０２，４０４とダイオード素子４０９，４１０の接続関係について説明する。

高圧側（ハイサイド）のＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９は、高圧バスバー２１の上に取り付けられている。ＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９の各々の下面、すなわちＩＧＢＴ素子４０２のコレクタ側の面とダイオード素子４０９のカソード側の面は、高圧バスバー２１に半田等で接合されている。ダイオード素子４０９は高圧端子４０１に近い位置に配置され、ＩＧＢＴ素子４０２は高圧端子４０１から遠い位置に配置されている。高圧バスバー２１は高圧端子４０１に接続される配線部材であり、高圧バスバー２１にはダイオード素子４０９のカソードとＩＧＢＴ素子４０２のコレクタのそれぞれが電気的に接続される。上記のダイオード素子４０９とＩＧＢＴ素子４０２の上側に第１金属配線板２５が配置される。第１金属配線板２５はほぼプレート形状を有し、ダイオード素子４０９のアノードとＩＧＢＴ素子４０２のエミッタおよびゲートとのそれぞれに半田接合で接続されている。第１金属配線板２５とダイオード素子４０９とは下方へ折り曲げられた両側の側片部２５ａで電気的に接続され、第１金属配線板２５とＩＧＢＴ素子４０２とは下方に折り曲げられた端部片２５ｂで電気的に接続されている。また第１金属配線板２５の一端部は上記の出力バスバー２４に接続されている。第１金属配線板２５と出力バスバー２４とは、ビスまたはネジ３１で接続してもよいし、半田付けで接合してもよい。さらに、この固定部には超音波接合やカシメを用いることができる。なお第１金属配線板２５と出力バスバー２４を一体的金属板で作ることもできる。

低圧側（ローサイド）のＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０は、絶縁層２２の上に固定された第２金属配線板２６の上に取り付けられており、かつ低圧バスバー２３の下側位置に配置されている。ＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０の各々の下面、すなわちＩＧＢＴ素子４０４のコレクタ側の面とダイオード素子４１０のカソード側の面は、第２金属配線板２６に半田等で接合されている。ダイオード素子４１０は低圧端子４０３に近い位置に配置され、ＩＧＢＴ素子４０４は低圧端子４０３から遠い位置に配置されている。低圧バスバー２３は低圧端子４０３に接続される配線部材であり、低圧バスバー２３にはダイオード素子４１０の上面のアノードとＩＧＢＴ素子４０４の上面のエミッタおよびゲートとのそれぞれが半田接合等で接続される。低圧バスバー２３とダイオード素子４１０とは下方へ折り曲げられた両側の側片部２３ｂで電気的に接続され、低圧バスバー２３とＩＧＢＴ素子４０４とは下方に折り曲げられた端部片２３ｃで電気的に接続されている。また第２金属配線板２６はほぼプレート形状を有し、ダイオード素子４１０のアノードとＩＧＢＴ素子４０４のコレクタのそれぞれに半田接合で電気的に接続されている。第２金属配線板２６の一端部は、折り曲げられ、上記の出力バスバー２４に接続されている。第２金属配線板２６と出力バスバー２４とは、ビスまたはネジ３１で接続してもよいし、半田付けで接合してもよい。なお図１で符号３３は半田付け接合した場合の接合部の吹き出しを示している。またこの固定部についても、上記と同様に、超音波接合やカシメを用いることができる。なお、第２金属配線板２６と、出力バスバー２４および第１金属配線板２５とを一体的金属板で作ることもできる。

上記の構造によれば、出力バスバー２４は、第１金属配線板２５と第２金属配線板２６の各々から延設された形で設けられている。

ハイサイドのＩＧＢＴ素子４０２とダイオード素子４０９の高圧端子４０１に対する配置関係、ローサイドのＩＧＢＴ素子４０４とダイオード素子４１０の低圧端子４０３に対する配置関係は、各々の端子に対して同じ遠近位置関係にある。

上記の場合に、ダイオード素子に比べてＩＧＢＴ素子に流れる電流の割合が多くなる半導体装置の駆動を行う場合（力行運転の場合）には、一方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は高圧バスバーで高圧端子に対して遠い側に配置され、他方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は第２金属配線板で低圧端子に対して遠い側に配置される。他方、ダイオード素子に比べてＩＧＢＴ素子に流れる電流の割合が少なくなる半導体装置の駆動を行う場合（回生運転等の場合）には、一方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は高圧バスバーで高圧端子に対して近い側に配置され、他方の半導体チップのＩＧＢＴ素子は第２金属配線板で低圧端子に対して近い側に配置されることになる。

なお絶縁層２２の下側、すなわちＩＧＢＴモジュール１２を形成するブロック１１の下側にはヒートシンクが設けられているが、このヒートシンクは図１では省略されている。

上記において、高圧バスバー２１、低圧バスバー２３、出力バスバー２４、第１金属配線板２５、および第２金属配線板２６はいずれも電気配線としてのバスバー（電極板）として機能する。

次に、上記のバスバーと半導体素子（ＩＧＢＴ素子４０２，４０４またはダイオード素子４０９，４１０等）と温度センサとの配置関係について説明する。代表的な例として、図３〜図５を参照して、ＩＧＢＴ素子４０２の温度を検出する温度センサ５０１を付設する部分の構造について説明する。

図３は、第１金属配線板２５におけるＩＧＢＴ素子４０２の上面に半田接合された部位を示す部分平面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

高圧バスバー２１の上に実装して搭載されたＩＧＢＴ素子４０２に対して、その上面（エミッタおよびゲート）に第１金属配線板２５の端部片２５ｂが半田接合されている。なお高圧バスバー２１は絶縁膜２２の上に設けられており、さらに絶縁膜２２の下側にはヒートシンク３２が配置されている。

第１金属配線板２５の端部片２５ｂの上面に温度センサ５０１が絶縁保護された状態で実装される。端部片２５ｂにおける温度センサ５０１の接着は半田、樹脂接着剤、または銀ペースト等で行われる。

ＩＧＢＴ素子４０２の発熱作用で生じた熱は、その大部分が、図４中、下方向の矢印５０２で示すごとく高圧バスバー２１、絶縁膜２２を経由して拡散しながらヒートシンク３２に伝達される。これによりＩＧＢＴ素子２５で生じた熱を逃がす。また上記の熱の残りの部分は、上方向の矢印５０３で示すごとく端部片２５ｂを経由して温度センサ５０１に伝達される。このとき、矢印５０３の向きの熱の伝達は熱質量としては第１金属配線板２５の端部片２５ｂと温度センサ５０１しか存在しないので、温度は素早く温度センサに伝達する。こうして温度センサ５０１は、温度検出対象であるＩＧＢＴ素子４０２の温度を時間遅れなくかつ高い精度で測定・監視することができる。。

なお図３に示すごとく、ＩＧＢＴ素子４０２の上面に形成されたエミッタとゲートの各端子パッドと外部端子パッド５０４はリードワイヤ５０５で接続され、温度センサ５０１の上面に形成された２つの端子パッドと外部端子パッド５０６はリードワイヤ５０７で接続されている。

本実施形態に係るＩＧＢＴモジュール１２（半導体素子）では、例えば温度センサ５０１が内蔵され、かつ当該温度センサ５０１は、ＩＧＢＴ素子４０２の上面に半田接合された第１金属配線板２５の端部片２５ｂの上面に実装したため、時間的遅れを生じることなくかつ小さい温度差によってＩＧＢＴ素子４０２の温度を測定することができる。

図５に、上記の実装構造を有する温度センサでＩＧＢＴ素子を温度測定する場合のシミュレーション結果を示す。この場合には、ＩＧＢＴ素子はシリコン（Ｓｉ）基板上に配置される。このＩＧＢＴ素子の上面に電極板であるバスバーの一部が半田接合され、さらに当該バスバーの上に白金センサである温度センサが実装される。この例では、ＩＧＢＴ素子を３０Ｗ発熱させる。

図５において、実線で示されたグラフＴｊはＩＧＢＴ素子のそれ自体の温度の変化特性であり、破線で示されたグラフＴｐｔは温度センサで測定された温度の変化特性である。グラフＴｊとグラフＴｐｔを比較すると、２つのグラフはほとんど一致している。よって、上記の実装構造で実装された温度センサによれば、時間的遅れを生じることなくかつほとんど温度差を生じることなくＩＧＢＴ素子の温度を測定することができる。

上記の実施形態において、さらに、半田接合している箇所の端部片２５ｂの板厚を、第１金属配線板２５のその他の部分の板厚よりも薄くすることが望ましい。ＩＧＢＴ素子４０２と半田接合している端部片２５ｂの板厚を相対的に薄くすることで、温度センサ５０１をＩＧＢＴ素子４０２により接近させることが可能となり、温度検出精度がより高くなる。

次に、図６を参照して本発明に係る半導体装置の他の実施形態を説明する。図６は、図４と同様な図であり、図４で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態に係る半導体装置における温度センサ５０１の実装構造では、温度センサ５０１の上面に形成された出力端子パッドからの信号取り出しが、当該出力端子パッドに半田や銀ペースト等で接続された信号ピン５１１で行われるようになっている。その他の構造は、前述の実施形態と同じである。

次に、図７を参照して本発明に係る半導体装置の他の実施形態を説明する。図７は、図４と同様な図であり、図４で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態に係る半導体装置における温度センサ５０１の実装構造では、温度センサ５０１の上面に形成された出力端子パッドからの信号取り出しが、上方に配置された制御基板５１２に取り付けられたコンタクトプローブ５１３で行われるようになっている。制御基板５０１は温度検出回路を備えている。その他の構造は、前述の実施形態と同じである。

図８を参照して本発明に係る半導体装置の他の実施形態を説明する。図８において（Ａ）は第１金属配線板２５の右端部の平面図を示し、（Ｂ）は第１金属配線板２５の右端部の側面図を示す。

本実施形態の温度センサ５０１の実装構造では、第１金属配線板２５の端部片２５ｂの上面に凹部２５ｂ−１を形成し、この凹部２５ｂ−１の中に半田５２１を介して温度センサ５０１を実装するようにしている。

本実施形態に係る半導体装置での温度センサ５０１の実装によれば、温度センサ５０１が取り付けられるバスバー部分の表面に凹部２５ｂ−１を作ることで、当該バスバー部分の板厚がより薄くなり、温度検出精度がよりいっそう高くなる。また温度センサ５０１のバスバーへの位置決めが容易になり、組立性を高くすることができる。

図９を参照して本発明に係る半導体装置の他の実施形態を説明する。図９において（Ａ）は第１金属配線板２５の右端部の平面図を示し、（Ｂ）は第１金属配線板２５の右端部の側面図を示す。

本実施形態の温度センサ５０１の実装構造では、第１金属配線板２５の端部片２５ｂの上面に凸部２５ｂ−２を形成し、この凸部２５ｂ−２の上に半田５２１を介して温度センサ５０１を実装するようにしている。

本実施形態に係る半導体装置での温度センサ５０１の実装によれば、温度センサ５０１が取り付けられるバスバー部分の表面に凸部２５ｂ−２を作ることで、当該バスバー部分への温度センサのダイボンド性を向上させることができ、また温度センサ５０１のバスバーへの位置決めが容易になり、組立性を高くすることができる。

また上記の実施形態の説明では、半導体装置で使用される電力用半導体素子をＮチャンネル型のＩＧＢＴ素子とした。この場合、同一平面に並置された一対の半導体チップの関係において、各半導体チップの電力用半導体素子がＩＧＢＴ素子（Ｎチャンネル型）であり、さらに、一方の半導体チップの一面はコレクタ側の面、他面はエミッタ側の面となり、他方の半導体チップの一面はエミッタ側の面、他面はコレクタ側の面となる。
また電力用半導体素子としてＩＧＢＴ素子の以外のその他の任意の電力用半導体素子を使用する場合には、その一面と他面は、上記ＩＧＢＴ素子の上記の各面に対して機能的に対応する面となる。例えばＮチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴの場合には、ＩＧＢＴ素子のコレクタは「ドレイン」に対応し、ＩＧＢＴ素子のエミッタは「ソース」に対応する。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、電動車両の駆動用モータを駆動するインバータ装置等の温度センサを内蔵した半導体素子モジュール構造として利用される。

本発明の実施形態に係る半導体装置の外観を示し、特にＩＧＢＴモジュールのモジュール構造の外観図である。 図１で示したＩＧＢＴモジュールの電気回路の回路構成図である。 第１金属配線板におけるＩＧＢＴ素子の上面に半田接合された部位を示す部分平面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態に係る実装構造を有する温度センサでＩＧＢＴ素子を温度測定する場合のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明に係る半導体装置の他の実施形態を示し、図４と同様な図である。 本発明に係る半導体装置の他の実施形態を示し、図４と同様な図である。 本発明に係る半導体装置の他の実施形態を示し、（Ａ）は第１金属配線板の右端部の平面図であり、（Ｂ）は第１金属配線板の右端部の側面図である。 本発明に係る半導体装置の他の実施形態を示し、（Ａ）は第１金属配線板の右端部の平面図であり、（Ｂ）は第１金属配線板の右端部の側面図である。

符号の説明

１１ ブロック（樹脂モールド）
１２ ＩＧＢＴモジュール
２１ 高圧バスバー
２２ 絶縁膜
２３ 低圧バスバー
２４ 出力バスバー
２５ 第１金属配線板
２６ 第２金属配線板
４０２，４０４ ＩＧＢＴ素子
４０９，４１０ ダイオード素子
５０１ 温度センサ

Claims (4)

1. 半導体素子と、
   前記半導体素子の一面に半田接合されると共に外部端子を有するバスバーと、
   前記半導体素子と前記バスバーを半田接合している箇所の前記バスバー上に実装される温度センサと、
   を備えることを特徴とする半導体装置。
2. 前記バスバーは平板状部材であり、半田接合している前記箇所のバスバー部分の板厚は、その他のバスバー部分の板厚よりも薄いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 前記温度センサが実装されるバスバー部分の表面には凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
4. 前記温度センサが実装されるバスバー部分の表面には凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
   

Images