JP2012204576A - Semiconductor device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of improving the certainty of a fuse function in a bus bar direct connection type semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device forming an inverter circuit controlling a rotary electric machine has: bus bars 7 and 8 that are wires configuring the inverter circuit together with semiconductor elements 52 and 53; and a filler R filled in a case 3 to encapsulate the semiconductor element. The bus bar has an embedded part embedded in the filler, and an exposed part exposed from the filler to the outside. The exposed part has a fuse part 100 in which an area of a cross section vertical to a current direction is reduced. To the semiconductor device, a high-low structure having a high part arranged below the fuse part, a first low part arranged in a first direction in the current direction in the fuse part as viewed from the high part, and a second low part arranged in a second direction opposite to the first direction as viewed from the high part, is arranged.

Description

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。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device that forms an inverter circuit that controls a rotating electrical machine.

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。   An electric vehicle and a hybrid vehicle include an AC synchronous rotating electric machine and a DC power source such as a storage battery. The rotating electrical machine and the DC power source are connected via an inverter circuit for converting direct current to alternating current when the rotating electrical machine is driven as a motor, or for converting alternating current to direct current when the rotating electrical machine functions as a generator. Has been. As a semiconductor device for forming such an inverter circuit, there is known an IPM (intelligent power module) in which wiring of semiconductor elements is performed using a bus bar without using wire bonding (for example, Patent Document 1). Hereinafter, a semiconductor device in which wiring of semiconductor elements is performed using a bus bar without using wire bonding is also referred to as a bus bar direct connection type semiconductor device. With such a configuration, it is possible to reduce the size of the semiconductor device and suppress wiring resistance.

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。   This semiconductor device includes a fuse structure that prevents an unintended large current from flowing to the rotating electrical machine due to an unintended short circuit of a semiconductor element, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor). Specifically, a part of the bus bar is configured so as to function as a fuse by making the cross-sectional area of the plane perpendicular to the direction of current flow smaller than that of the other part.

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）。   On the other hand, there is a bus bar direct connection type semiconductor device in which a semiconductor element and a bus bar are sealed with a filler such as a resin for protecting a semiconductor element and fixing a boss for installing a control board of an inverter circuit. Known (for example, Patent Document 2).

特開２００３−１９９２９２号公報JP 2003-199292 A 特開２００８−１６６３５８号公報JP 2008-166358 A

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。   Here, in the fuse structure provided in the bus bar of the semiconductor device, it is required to improve the reliability of the fuse function. For example, when the above-mentioned fuse structure is provided in a bus bar sealed with a filler, even if the fuse structure portion of the bus bar melts when a large current flows, the periphery is sealed with the filler. There was a possibility that disconnection would not occur.

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。   The main advantage of the present invention is to provide a technology capable of improving the reliability of the fuse function in a bus bar direct connection type semiconductor device.

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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［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。 [Application Example 1]
A semiconductor device forming an inverter circuit for controlling a rotating electrical machine,
A semiconductor element;
A bus bar which is a wiring constituting the inverter circuit together with the semiconductor element;
A case for housing the semiconductor and the bus bar;
A filler that fills the case and seals the semiconductor element;
With
The bus bar
An embedded portion embedded in the filler;
An exposed portion exposed to the outside from the filler;
Have
The exposed portion has a fuse portion in which an area of a cross section perpendicular to a direction in which a current flows is smaller than other portions of the bus bar,
The semiconductor device includes a high portion disposed below the fuse portion, and a portion having a height lower than the high portion, and a first direction along a current direction in the fuse portion as viewed from the high portion. A first low portion disposed, a second lower portion disposed in a second direction which is a portion having a height lower than the high portion and is opposite to the first direction when viewed from the high portion, A semiconductor device in which a high-low structure having the structure is formed.

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。   According to the above configuration, in the semiconductor device in which the semiconductor element is wired using the bus bar and the semiconductor element is sealed with the filler filled in the case, a part of the bus bar is exposed to the outside from the filler as an exposed portion. ing. And the fuse part is provided in the exposed part of the bus bar. When an unintended large current flows through a bus bar as a wiring due to a short circuit of a semiconductor element, the fuse portion is melted. According to the above configuration, since the fuse portion is provided in the exposed portion, separation (disconnection) of the melted fuse portion is not hindered by the filler, so that the reliability of the fuse function of the semiconductor device can be improved.

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。   Furthermore, according to the said structure, when the fuse part fuse | melted falls below, possibility that a fuse part will be isolate | separated (disconnection) in the high and low structure arrange | positioned below can be raised. Specifically, the height structure is arranged in a second direction that is opposite to the first low portion in the first direction along the current direction of the high portion, the high portion, and the first direction in the high portion. Second lower portion. As a result, a part of the fuse part that has been melted and dropped accumulates in the first low part and the other part accumulates in the second low part, thereby increasing the possibility that the fuse part is separated (disconnected). As a result, the reliability of the fuse function of the semiconductor device can be further improved.

［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。 [Application Example 2]
A semiconductor device according to Application Example 1,
The height structure is
A recess formed in the filler and having a first bottom as the first low part and a second bottom as the second low part;
A protruding portion that protrudes above the first bottom portion and the second bottom portion of the concave portion and has a top portion as the high portion;
Have
The height of the top is lower than the top surface of the filler;
The semiconductor device, wherein the fuse portion is disposed above the protruding portion and at a position lower than an upper surface of the filler.

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。   According to the semiconductor device having the above configuration, since the fuse portion is disposed at a position lower than the upper surface of the filler, it is possible to suppress interference between the structure above the filler (for example, the control board) and the fuse portion. As a result, the reliability of the fuse function of the semiconductor device can be improved while suppressing an increase in size of the semiconductor device.

［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。 [Application Example 3]
A semiconductor device according to Application Example 1,
In the semiconductor device, at least the high portion of the height structure is formed of a member different from the filler.

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。   According to the semiconductor device having the above configuration, at least the high part of the high and low structure is formed of a member different from the filler, so that it is not necessary to mold the filler into a structure having a high part and a low part, and the High and low structures can be produced. For example, the height structure can be easily manufactured only by disposing another member on the filler.

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。It is a figure explaining the electrical constitution of the semiconductor device 1 in an Example. 半導体装置１の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a semiconductor device 1. FIG. 半導体装置１の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor device 1. FIG. 半導体装置１の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device 1. FIG. 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。FIG. 6 is a diagram for explaining the formation of a first recess CHa and a second recess CHb below the fuse portion 100. 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。It is a figure explaining the structure of the vicinity of the fuse part 100 in a 1st modification. 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。It is a figure explaining the structure of the vicinity of the fuse part 100 in a 2nd modification-a 4th modification.

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。 A. Example:
FIG. 1 is a diagram illustrating an electrical configuration of a semiconductor device 1 according to an embodiment. The system shown in FIG. 1 includes a semiconductor device 1, a storage battery 300, and a three-phase AC rotating electrical machine 200.

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。   The semiconductor device 1 is used as an inverter circuit that mutually converts direct current and three-phase alternating current. For example, the semiconductor device 1 can drive the rotating electrical machine 200 as a motor by converting the DC power supplied from the storage battery 300 into three-phase AC power. Further, the semiconductor device 1 can charge the storage battery 300 by converting the three-phase AC power supplied from the rotating electrical machine 200 functioning as a generator into DC power.

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。   The semiconductor device 1 includes six semiconductor units 5, a first DC bus bar 7a, a second DC bus bar 7b, a first AC bus bar 8a, a second AC bus bar 8b, and a third AC bus bar 8c. And a drive control circuit 62. The semiconductor unit 5 includes a transistor TR (for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)) and a diode DI connected in parallel. Each DC side bus bar 7a, 7b and each AC side bus bar 8a, 8b, 8c are wirings for electrically connecting the six semiconductor units 5 so as to constitute the known inverter circuit shown in FIG. One ends of the DC side bus bars 7a and 7b are respectively DC side connection terminals 9a and 9b, and are electrically connected to the storage battery 300. One end of each of the three AC-side bus bars 8a, 8b, and 8c is an AC-side connection terminal 10a, 10b, and 10c, and is electrically connected to the three-phase wiring (U, V, and W-phase wiring) of the rotating electrical machine 200. Is done. Each of the three AC bus bars 8a, 8b, and 8c is provided with a fuse portion 100. The drive control circuit 62 is a circuit that supplies a control voltage to the gate electrode of each transistor TR and operates as an inverter circuit. A lead pin 11 (FIGS. 2 and 3), which will be described later, is employed as a wiring for supplying a control voltage from the drive control circuit 62 to the transistor TR, but is not shown in FIG.

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。   The structure of the semiconductor device 1 having the above electrical configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an exploded perspective view of the semiconductor device 1. FIG. 3 is a plan view of the semiconductor device 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor device 1. Here, in order to avoid complication of the drawing, the illustration of the filler R shown in FIGS. 3 and 4 is omitted in FIG. 2, and the illustration of the circuit board 6 shown in FIG. 2 is omitted in FIGS. Yes. FIG. 4 shows a BB cross section in FIG.

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。   As shown in FIG. 2, the semiconductor device 1 includes the above-described six semiconductor units 5, two DC side bus bars 7a, 7b, three AC side bus bars 8a, 8b, 8c, a drive control circuit 62, and lead pins. 11 includes a metal base plate 4, a resin case 3, and a circuit board 6.

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。   The metal base plate 4 is a copper plate having a rectangular shape in a plan view (an outer shape viewed from the Z-axis direction). As shown in FIGS. 2 and 3, the resin case 3 is formed in a rectangle whose outer shape in plan view is slightly smaller than that of the metal base plate 4. The resin case 3 is made of a resin such as PBT (polybutylene terephthalate) or PPS (polyphenylene sulfide). The resin case 3 has a first side wall portion 3b, a second side wall portion 3c, a first connection portion 3d, and a second connection portion 3e. The first side wall portion 3b is disposed at one end (end in the −X direction) in the short side direction (X-axis direction) in plan view. The second side wall 3c is disposed at the other end (the end in the + X direction) in the short side direction (X axis direction) in plan view. The first connecting portion 3d includes a substantially 2/3 portion on the lower side of one end in the longitudinal direction of the first side wall portion 3b (end in the −Y direction) and one end in the longitudinal direction of the second side wall portion 3c (in the −Y direction). To the lower part of about 2/3. The second connecting portion 3e includes a substantially 2/3 portion below the other end in the longitudinal direction of the first side wall portion 3b (the end in the + Y direction) and the other end in the longitudinal direction of the second side wall portion 3c (in the + Y direction). To the lower part of about 2/3. The bottom surfaces of the first side wall portion 3b, the second side wall portion 3c, the first connection portion 3d, and the second connection portion 3e are bonded to the metal base plate 4, and are bolt holes formed at the four corners of the metal base plate 4 in plan view. 70b and the metal base plate 4 are fixed by bolts screwed into bolt holes 70a formed at the four corners of the resin case 3 in plan view. Thus, the housing portion in which the semiconductor unit 5 is housed by the first side wall portion 3b, the second side wall portion 3c, the first connection portion 3d, the second connection portion 3e, and the metal base plate 4 of the resin case 3. OP is formed.

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。   As shown in FIGS. 2 and 3, the resin case 3 is further formed with a frame 3 a that divides the upper third of the housing portion OP into six. The upper surfaces of the frame body 3a, the first connection portion 3d, and the second connection portion 3e are formed at the same height, and a plurality of support bodies 2 (specifically, boss members having bolt holes) for fixing the circuit board 6 are used. ) Is fixed.

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）。   As shown in FIGS. 2 and 4, six semiconductor units 5 are fixed to the upper surface (the surface on the + Z-axis side) of the metal base plate 4 so as to be disposed in the housing portion OP described above. The semiconductor unit 5 includes a semiconductor element 53 corresponding to the above-described transistor TR (FIG. 1), a semiconductor element 52 corresponding to the above-described diode DI (FIG. 1), a heat spreader 54, and copper foil 55 on both surfaces. And an insulating substrate 51 (FIGS. 2 and 4).

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。   As shown in FIG. 4, the copper foil 55 disposed on the lower surface of the insulating substrate 51 is fixed to the metal base plate 4 with solder 56. The semiconductor elements 52 and 53 are fixed to the copper foil 55 disposed on the upper surface of the insulating substrate 51 with solder 56. The heat spreader 54 is fixed to the upper side of the semiconductor elements 52 and 53 with solder 56.

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。   Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the accommodating portion OP formed by the resin case 3 and the metal base plate 4 described above is filled with a filler R (for example, epoxy resin), and the semiconductor unit 5 The whole is sealed. The upper surface of the filler R has the same height as the upper surfaces of the first connection portion 3d, the second connection portion 3e, and the frame 3a.

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。   As shown in FIG. 2, a drive control circuit 62 composed of a semiconductor chip is mounted on the circuit board 6. The circuit board 6 is fixed to the above-described support 2 fixed to the resin case 3 with bolts using bolt holes 70 c formed in the circuit board 6.

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。   The upper end of the lead pin 11 is located on the upper surface of the circuit board 6 and is connected to the drive control circuit 62 by an on-board wiring (not shown) of the circuit board 6. The lead pin 11 extends downward from the upper end, and penetrates the pin through hole 11 b of the circuit board 6 and the pin through hole 11 a of the resin case 3. The lead pin 11 further extends to the inside of the filler R and is connected to a predetermined position of the semiconductor unit 5. In FIG. 2, the upper portion of the lead pin 11 is not shown.

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。   The DC side bus bars 7a, 7b and the AC side bus bars 8a, 8b, 8c are made of a material having good conductivity, for example, a metal such as copper or aluminum. The end of the first DC side bus bar 7a is exposed on the upper surface of the first side wall 3b to form a DC side connection terminal 9a. The first DC side bus bar 7a extends from the end portion forming the DC side connection terminal 9a to the inside of the first side wall portion 3b of the resin case 3, and branches into three inside the first side wall portion 3b. Yes. The first DC side bus bar 7a branched into three extends from the inside of the first side wall portion 3b toward the inside of the filler R, so that the inverter circuit shown in FIG. Each unit 5 is connected to a predetermined location (FIGS. 2, 3, and 4). The same applies to the second DC bus bar 7b.

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。   The end of the first AC bus bar 8a is exposed on the upper surface of the second side wall 3c to form the AC connection terminal 10a. The first AC side bus bar 8a extends from the end forming the AC side connection terminal 10a into the second side wall 3c of the resin case 3, and further from the inside of the second side wall 3c to the inside of the filler R. 1 is connected to predetermined portions of the semiconductor unit 5 so as to constitute the inverter circuit shown in FIG. 1 together with the semiconductor unit 5 (FIGS. 2, 3, and 4). Here, the first AC-side bus bar 8a is exposed from the inside of the filler R to the outside above the filler R from the inside of the second side wall portion 3c to the connection location in the semiconductor unit 5. .

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。   Here, FIG. 3 shows an enlarged view of a plan view (viewed from the Z-axis direction) in the vicinity of the exposed portion, and FIG. 4 shows Y in the vicinity of the exposed portion. An enlarged view of the cross-sectional view seen from the axial direction is shown. As shown in these enlarged views, the first AC bus bar 8a has a portion composed of a first vertical portion 8f, a second vertical portion 8d, and a horizontal exposed portion 8e. The first vertical portion 8f and the second vertical portion 8d are portions where the upper side is exposed above the filler R and the lower side is embedded in the filler R. The horizontal exposed portion 8e is a portion that is exposed to the outside above the filler R and connects the upper end of the first vertical portion 8f and the upper end of the second vertical portion 8d.

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。   As understood from the above description, the first AC bus bar 8a includes a portion embedded in the second side wall portion 3c (case embedded portion) and a portion embedded in the filler R (filler embedded portion). And a portion that is different from the AC side connection terminal 10a and is exposed to the outside (exposed portion). The exposed portion includes a portion near the upper end of the first vertical portion 8f, a portion near the upper end of the second vertical portion 8d, and a horizontal exposed portion 8e.

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。   Further, as can be seen from the enlarged views shown in FIGS. 3 and 4, the horizontal exposed portion 8e has a fuse portion 100 in which the area of the cross section perpendicular to the current direction is smaller than the other portions of the first AC bus bar 8a. Is formed. The fuse portion 100 may be formed by making the width of the first AC bus bar 8a narrower than other portions as in the present embodiment. Instead, the thickness of the first AC bus bar 8a may be changed to other thickness. It may be formed thinner than the part, narrower than the other part, and thinner than the other part.

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。   As shown in FIGS. 3 and 4, the filler R below the horizontal exposed portion 8 e in which the fuse portion 100 is formed includes a first recess CHa having a bottom portion LSa and a second recess CHb having a bottom portion LSb. And are formed. The first recess CHa and the second recess CHb are formed substantially symmetrically with respect to a vertical plane that passes through the central portion of the fuse portion 100 along the current direction and is perpendicular to the current direction. The first recess CHa is formed around the lower end of the portion exposed from the filler R of the first vertical portion 8f. The second recess CHb is formed around the lower end of the portion exposed from the filler R of the second vertical portion 8d. Then, the first recess CHa and the second recess CHb have a gap M between the −X direction end of the first recess CHa and the + X direction end of the second recess CHb, Has been placed. That is, the first recess CHa and the second recess CHb are arranged with a gap M in the current direction in the horizontal exposed portion 8e.

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。   As a result of the formation of the first recess CHa and the second recess CHb as described above, the high portion HP higher than the bottom portion LSb of the first recess CHa and the bottom portion LSa of the second recess CHb is directly below the fuse portion 100. Is arranged so as to cross in a direction perpendicular to the current direction. Further, a bottom portion LSa as a first low portion having a height lower than that of the high portion HP is arranged on the first portion (+ X direction) side along the current direction of the high portion HP, and is opposite to the first direction. On the second direction (−X direction) side, the bottom LSa as the second low part having a height lower than that of the high part HP is arranged.

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。   As can be understood from the above description, the first recess CHa, the second recess CHb, and the high portion HP disposed between the first recess CHa and the second recess CHb in the present embodiment. The whole corresponds to the height structure in the claims.

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）。   The structure of the first AC bus bar 8a, the fuse part 100 of the first AC bus bar 8a, and the vicinity of the fuse part 100 of the first AC bus bar 8a has been described above, but the other AC bus bar 8b, 8c, the fuse part 100 of these AC side bus bars 8b and 8c, and the structure of the vicinity of the fuse part 100 of these AC side bus bars 8a and 8b have the same structure (FIGS. 2 and 3). .

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。   The semiconductor device 1 having the structure described above is manufactured as follows. FIG. 5 is a diagram for explaining the formation of the first concave portion CHa and the second concave portion CHb below the fuse portion 100. First, the support 2 (FIG. 2) is fixed at a predetermined location, the resin case 3 in which the DC side bus bars 7a and 7b, the AC side bus bars 8a, 8b and 8c, the lead pins 11 are embedded, the metal base plate 4, and the semiconductor The unit 5 and the circuit board 6 are prepared. At this time, in the vicinity of the fuse portion 100 of the AC bus bars 8a, 8b, 8c, as shown in FIG. 5A, a recess forming member having a shape corresponding to the shape of the first recess CHa and the second recess CHb. 30f and 30d (for example, formed of a rubber material) are fixed to the upper ends of the first vertical portion 8f and the second vertical portion 8d.

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。   Six semiconductor units 5 are arranged and formed at predetermined positions on the metal base plate 4. Thereafter, the resin case 3 is fixed on the metal base plate 4. In this state, the respective predetermined ends of the DC side bus bars 7 a and 7 b, the AC side bus bars 8 a, 8 b and 8 c and the lead pin 11 embedded in the resin case 3 are pressed against the predetermined connection positions on the semiconductor unit 5. In this state, the respective predetermined ends of the DC side bus bars 7a and 7b, the AC side bus bars 8a, 8b and 8c, and the lead pins 11 are connected to predetermined connection positions on the semiconductor unit 5 by soldering.

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。   Thereafter, the filler R for forming the filler from above is poured into the housing portion OP formed in the resin case 3. Thereafter, the poured filler R is cured. As a result, the semiconductor unit 5 is sealed by the filler R, and the support 2 fixed to the frame 3 a is firmly fixed above the semiconductor unit 5. Further, as shown in FIG. 5B, the first recess CHa and the second recess CHb are formed in the filler R. Thereafter, the recess forming members 30f and 30d formed of a rubber material are removed.

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。   Thereafter, the circuit board 6 is fixed to the support 2 with bolts, and the upper ends of the lead pins 11 are connected to predetermined locations on the circuit board 6, thereby completing the manufacture of the semiconductor device 1.

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。   In the semiconductor device 1 described above, the semiconductor unit 5 and the bus bars 7a, 7b, 8a, 8b, and 8c are firmly fixed by the filler R, and the support 2 is firmly fixed above the semiconductor unit 5. ing. As a result, the bus bar direct connection type semiconductor device 1 can be compact, have high vibration resistance, and high reliability.

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。   Furthermore, in this semiconductor device 1, a part of the AC bus bars 8a, 8b, 8c is exposed from the filler R to the outside. And the fuse part 100 is provided in the horizontal exposed part 8e of this exposed part. When a large current flows through the AC bus bars 8a, 8b, and 8c due to a short circuit of the semiconductor elements 52 and 53, the fuse unit 100 is melted. Since the fuse part 100 is provided in the exposed part exposed from the filler R, the separation (disconnection) of the melted fuse part 100 is not hindered by the filler R. As a result, the semiconductor device 1 having a fuse function with improved reliability can be obtained.

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。   Further, in the semiconductor device 1, it is possible to increase the possibility that the fuse part 100 is separated (disconnected) when the melted fuse part 100 falls downward. Specifically, below the fuse portion 100, the high portion HP and the bottom portion LSa having a height lower than that of the high portion HP are arranged on the first direction (+ X direction) side along the current direction of the high portion HP. A bottom portion LSb having a height lower than that of the high portion HP is disposed on the second direction (−X direction) side which is the opposite direction of the first direction. As a result, a part of the fuse part 100 that has been melted and dropped accumulates in the bottom part LSa and the other part accumulates in the bottom part LSb, thereby increasing the possibility that the fuse part 100 is separated (disconnected). As a result, the reliability of the fuse function of the semiconductor device 1 can be further improved.

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。 B. Variations:
In addition, elements other than the elements claimed in the independent claims among the constituent elements in the above embodiment are additional elements and can be omitted as appropriate. The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

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。   Below the fuse portion 100, there are a high portion, a first low portion disposed in a first direction along the current direction in the fuse portion 100 as viewed from the high portion, and a first direction as viewed from the high portion. The height structure having the second low portion disposed in the second direction, which is the opposite direction, may be disposed, and the present invention is not limited to the shape shown in the above embodiment, and various shapes can be employed. Examples of other shapes will be described below.

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。 B1. First modification:
FIG. 6 is a diagram illustrating a structure in the vicinity of the fuse portion 100 in the first modification. In the first modified example, the high portion and the low portion are formed in the concave portion BCH that is deeper than the first concave portion CHa and the second concave portion CHb in the embodiment. Specifically, at the substantially central portion in the current direction (X-axis direction) of the fuse portion 100 on the bottom surface of the recess BCH, the region immediately below the fuse portion 100 is traversed in the direction perpendicular to the current direction and the vertical direction (Y-axis direction). A protrusion CN is formed. Due to the protrusion CN, the bottom surface of the recess BCH has a bottom LSa disposed on the first direction (+ X direction) side along the current direction as viewed from the protrusion CN, and a first direction as viewed from the protrusion CN. It is divided into a bottom portion LSb arranged in the opposite second direction (−X direction). The high portion HP, which is the upper surface of the protruding portion CN, is positioned lower than the upper surface of the filler R. The horizontal exposed portion 8e in which the fuse portion 100 is formed is disposed at a position higher than the high portion HP that is the upper surface of the protruding portion CN and lower than the upper surface of the filler R.

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。   In the first modification described above, similarly to the embodiment, the height HP is located below the fuse portion 100, and in the first direction (+ X direction) side as viewed from the high portion HP, is higher than the high portion HP. A bottom portion LSa as a first low portion having a low height is disposed, and a bottom portion LSb as a second low portion having a height lower than that of the high portion HP is disposed on the second direction (−X direction) side. As a result, like the embodiment, when the fuse part 100 is melted, the possibility that the fuse part 100 is separated (disconnected) is increased. As a result, the reliability of the fuse function of the semiconductor device 1 can be improved.

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。   Further, in the first modification, the entire exposed portion including the fuse portion 100 is disposed at a position lower than the upper surface of the filler R, so that the circuit board 6 disposed above the filler R is positioned lower than the embodiment. Even if it arrange | positions to, the clearance with the circuit board 6 is securable. That is, the reliability of the fuse function of the semiconductor device 1 can be improved without increasing the size of the semiconductor device 1 in the vertical direction (X-axis direction).

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。   In the example and the first modified example, the height structure is formed in the filler R, but the height structure may be formed by a separate member. This example will be described as a second modification to a fourth modification. FIG. 7 is a diagram illustrating the structure in the vicinity of the fuse portion 100 in the second to fourth modifications. FIG. 7A shows a second modification, FIG. 7B shows a third modification, and FIG. 7C shows a fourth modification.

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。 B2. Second modification:
As shown in FIG. 7A, in the second modification, the height structure forming member 40 is disposed below the fuse portion 100. The high / low structure forming member 40 includes a base portion 42 and a protruding portion 41 protruding upward from the upper surface of the base portion 42. As shown in FIG. 7A, the base 42 has a substantially rectangular shape when viewed from the Y-axis direction. The end portion of the substantially rectangular −X direction is located on the −X direction side from the second vertical portion 8d, the end portion in the + X direction is located on the + X direction side from the first vertical portion 8f, and the upper end is the horizontal exposed portion 8e. Located in a lower position. The base 42 has a substantially rectangular cross section from a position on the −Y direction side to an end in the −Y direction of the horizontal exposed portion 8e to a position on the + Y direction side from the end in the + Y direction of the horizontal exposed portion 8e. It has an extended plate shape. The protruding portion 41 is formed at a substantially central portion in the X-axis direction on the upper surface of the plate-shaped base portion 42 and extends over the entire length of the base portion 42 in the Y-axis direction. Due to the protrusion 41, the upper surface of the base 42 is disposed on the first direction (+ X direction) side along the current direction of the protrusion 41, and the second direction (−X direction) of the protrusion 41. And the upper surface BSb arranged on the side. The high part HP which is the upper surface of the protrusion part 41 is arrange | positioned in the position lower than the horizontal exposure part 8e. The protruding portion 41 crosses immediately below the fuse portion 100 in the current direction in the fuse portion 100 and the direction perpendicular to the vertical direction (Y-axis direction). An end portion in the −X direction of the base portion 42 is fixed to the second vertical portion 8d of the exposed portion of the bus bar, and an end portion of the base portion 42 in the + X direction is fixed to the first vertical portion 8f of the exposed portion of the bus bar. .

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。   In the second modification described above, similarly to the embodiment, the high portion HP is located below the fuse portion 100 in the first direction (+ X direction) along the current direction of the high portion HP than the high portion HP. The upper surface BSa as the first low portion having a low height is disposed, and the upper surface BSb as the second low portion having a height lower than that of the high portion HP is disposed in the second direction (−X direction).

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。 B3. Third modification:
As shown in FIG. 7B, in the third modification, the height structure forming member 40 a is disposed below the fuse portion 100. The height structure forming member 40a of the third modified example has a shape in which a portion on the −X direction side from the projecting portion 41 of the height structure forming member 40 (FIG. 7A) of the second modified example is eliminated. That is, the high-low structure forming member 40a includes a base portion 42a and a protruding portion 41b that protrudes upward from an end portion on the −X direction side of the base portion 42a, and the shape viewed from the Y-axis direction has an L shape. . The height structure forming member 40a has an L-shaped cross section from the position on the −Y direction side from the −Y direction end of the horizontal exposed portion 8e to the + Y direction end of the horizontal exposed portion 8e in the + Y direction. It has a shape extending to the side position. High part HP which is the upper surface of protrusion part 41a is arranged in a position lower than horizontal exposure part 8e. The protruding portion 41a crosses directly below the fuse portion 100 in the Y-axis direction. The + X direction end of the base 42a is fixed to the first vertical portion 8f of the exposed portion of the bus bar.

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。   In the third modification described above, the height HP is lower below the fuse portion 100 and the first portion (+ X direction) side along the current direction of the high portion HP is lower than the high portion HP. The upper surface BSa of the base portion 42a as the first low portion is arranged, and the upper surface of the filler R as the second low portion that is lower than the high portion HP is arranged on the second direction (−X direction) side.

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。 B4. Fourth modification:
As shown in FIG. 7C, in the fourth modification, the high portion HP, which is the upper surface of the height structure forming member 40b, is bonded and fixed to the lower surface of the substantially central portion of the fuse portion 100 in the current direction (X-axis direction). Has been. The height structure forming member 40b of the fourth modified example has a shape viewed from the Y-axis direction, the length in the X-axis direction is shorter than the length in the X-axis direction of the fuse portion 100, and a lower end embedded in the filler R have. The high-low structure forming member 40b has a rectangular cross section from the position on the −Y direction side from the −Y direction end of the horizontal exposure portion 8e to the + Y direction side of the + Y direction end of the horizontal exposure portion 8e. It has a plate shape extending to a position.

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。   In the fourth modification described above, below the fuse portion 100, in the first portion (+ X direction) and the second direction (−X direction) along the current direction of the high portion HP and the high portion HP, The upper surface of the filler R as the first low part and the second low part having a height lower than that of the high part HP is arranged.

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。   In the second to fourth modifications described above, since the height structure is disposed below the fuse portion 100 as in the embodiment, when the fuse portion 100 is melted, as in the embodiment, the fuse portion 100 is arranged. Is likely to be separated (disconnected). As a result, the reliability of the fuse function of the semiconductor device 1 can be improved.

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。   Further, in the second to fourth modified examples, the high and low structure forming members 40, 40a, and 40b are fixed at predetermined positions of the exposed portion of the bus bar, and the filling material R is filled and cured, thereby forming the high and low structure. By arranging the members 40, 40 a, and 40 b on the filler R, it is possible to easily make a height structure below the fuse portion 100. That is, in the embodiment, the step of removing the recess forming members 30d and 30f for forming the recess in the filler R after the filler R is cured is necessary, but in the second to fourth modifications, This process is unnecessary.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device 2 ... Support body 3 ... Resin case 4 ... Metal base board 5 ... Semiconductor unit 6 ... Circuit board 7a, 7b, 8a-8c ... Bus bar 9a, 9b, 10a to 10c ... connection terminal 11 ... lead pin 40, 40a, 40b ... high / low structure forming member 62 ... drive control circuit 100 ... fuse part 200 ... rotating electrical machine 300 ... Battery R ... Filler

Claims (3)

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。 A semiconductor device forming an inverter circuit for controlling a rotating electrical machine,
A semiconductor element;
A bus bar which is a wiring constituting the inverter circuit together with the semiconductor element;
A case for housing the semiconductor and the bus bar;
A filler that fills the case and seals the semiconductor element;
With
The bus bar
An embedded portion embedded in the filler;
An exposed portion exposed to the outside from the filler;
Have
The exposed portion has a fuse portion in which an area of a cross section perpendicular to a direction in which a current flows is smaller than other portions of the bus bar,
The semiconductor device includes a high portion disposed below the fuse portion, and a portion having a height lower than the high portion, and a first direction along a current direction in the fuse portion as viewed from the high portion. A first low portion disposed, a second lower portion disposed in a second direction which is a portion having a height lower than the high portion and is opposite to the first direction when viewed from the high portion, A semiconductor device in which a high-low structure having the structure is formed. 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。 The semiconductor device according to claim 1,
The high and low structure part is:
A recess formed in the filler and having a first bottom as the first low part and a second bottom as the second low part;
A protruding portion that protrudes above the first bottom portion and the second bottom portion of the concave portion and has a top portion as the high portion;
Have
The height of the top is lower than the top surface of the filler;
The semiconductor device, wherein the fuse portion is disposed above the protruding portion and at a position lower than an upper surface of the filler. 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。 The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which at least the high portion of the high and low structure portion is formed of a member different from the filler.

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